PCB設(shè)計(jì)工程師不得不知的法則

　　盡管目前半導(dǎo)體集成度越來(lái)越高，許多應(yīng)用也都有隨時(shí)可用的片上系統(tǒng)，同時(shí)許多功能強(qiáng)大且開(kāi)箱即用的開(kāi)發(fā)板也越來(lái)越可輕松獲取，但許多使用案例中電子產(chǎn)品的應(yīng)用仍然需要使用定制PCB。在一次性開(kāi)發(fā)當(dāng)中，即使一個(gè)普通的PCB都能發(fā)揮非常重要的作用。

　　PCB是進(jìn)行設(shè)計(jì)的物理平臺(tái)，也是用于原始組件進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最靈活部件。本文將介紹幾種PCB設(shè)計(jì)黃金法則，這些法則自25年前商用PCB設(shè)計(jì)誕生以來(lái)，大多沒(méi)有任何改變，且廣泛適用于各種PCB設(shè)計(jì)項(xiàng)目，無(wú)論是對(duì)年輕的電子設(shè)計(jì)工程師還是更為成熟的電路板制造商，都具有極大的指導(dǎo)性作用。

　　法則一：選擇正確的網(wǎng)格

　　設(shè)置并始終使用能夠匹配最多元件的網(wǎng)格間距。雖然多重網(wǎng)格看似效用顯著，但工程師若在PCB布局設(shè)計(jì)初期能夠多思考一些，便能夠避免間隔設(shè)置時(shí)遇到難題并可最大限度地應(yīng)用電路板。由于許多器件都采用多種封裝尺寸，工程師應(yīng)使用最利于自身設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。此外，多邊形對(duì)于電路板敷銅至關(guān)重要，多重網(wǎng)格電路板在進(jìn)行多邊形敷銅時(shí)一般會(huì)產(chǎn)生多邊形填充偏差，雖然不如基于單個(gè)網(wǎng)格那么標(biāo)準(zhǔn)，但卻可提供超越所需的電路板使用壽命。

　　法則二：保持路徑最短最直接

　　這一點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單尋常，但應(yīng)在每個(gè)階段，即便意味著要改動(dòng)電路板布局以優(yōu)化布線長(zhǎng)度，都應(yīng)時(shí)刻牢記。這一點(diǎn)還尤其適用于系統(tǒng)性能總是部分受限于阻抗及寄生效應(yīng)的模擬及高速數(shù)字電路。

　　法則三：盡可能利用電源層管理電源線和地線的分布

　　電源層敷銅對(duì)大多數(shù)PCB設(shè)計(jì)軟件來(lái)說(shuō)是較快也較簡(jiǎn)單的一種選擇。通過(guò)將大量導(dǎo)線進(jìn)行共用連接，可保證提供最高效率且具最小阻抗或壓降的電流，同時(shí)提供充足的接地回流路徑。 可能的話，還可在電路板同一區(qū)域內(nèi)運(yùn)行多條供電線路，確認(rèn)接地層是否覆蓋了PCB某一層的大部分層面，這樣有利于相鄰層上運(yùn)行線路之間的相互作用。

　　法則四：整合元件值

　　作為設(shè)計(jì)師，你會(huì)選擇一些元件值或高或低，但效能一樣的分立元件。通過(guò)在較小的標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)進(jìn)行整合，可簡(jiǎn)化物料清單，并可能降低成本。如果你擁有基于首選器件值的一系列PCB產(chǎn)品，那么從更長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)說(shuō)，也更利于你做出正確的庫(kù)存管理決策。

　　法則五：靈活使用絲網(wǎng)印刷

　　絲網(wǎng)印刷可用于標(biāo)注各種有用信息，以便電路板制造者、服務(wù)或測(cè)試工程師、安裝人員或設(shè)備調(diào)試人員將來(lái)使用。不僅標(biāo)示清晰的功能和測(cè)試點(diǎn)標(biāo)簽，還要盡可能標(biāo)示元件和連接器的方向，即使是將這些注釋印刷在電路板使用的元件下表面(在電路板組裝后)。在電路板上下表面充分應(yīng)用絲網(wǎng)印刷技術(shù)能夠減少重復(fù)工作并精簡(jiǎn)生產(chǎn)過(guò)程。

　　法則六：必選去耦電容

　　不要試圖通過(guò)避免解耦電源線并依據(jù)元件數(shù)據(jù)表中的極限值優(yōu)化你的設(shè)計(jì)。電容器價(jià)格低廉且堅(jiān)固耐用，你可以盡可能多地花時(shí)間將電容器裝配好，同時(shí)遵循法則六，使用標(biāo)準(zhǔn)值范圍以保持庫(kù)存整齊。

　　由于電路設(shè)計(jì)共享越來(lái)越廣泛，且內(nèi)部團(tuán)隊(duì)越來(lái)越依靠參考設(shè)計(jì)，類(lèi)似以上的基本規(guī)則將仍是印刷電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)特色，我們相信這對(duì)于PCB設(shè)計(jì)十分重要。明確了這些基本規(guī)則，開(kāi)發(fā)人員便可非常靈活地提升其產(chǎn)品的價(jià)值并從其制造的電路板獲得最大收益。即使是電路板設(shè)計(jì)新手，只要牢記這些基本規(guī)則便能加快學(xué)習(xí)過(guò)程，增強(qiáng)信心。