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電路板設計后期檢查的幾大要素

當一塊電路板完成了布局布線,又檢查連通性和間距都沒有報錯的情況下,一塊PCB是不是就完成了呢?答案當然是否定。很多初學者也包括一些有經驗的工程師,由于時間緊或者不耐煩亦或者過于自信,往往草草了事,忽略了后期檢查。結果出現了一些很基本的BUG,比如線寬不夠,元件標號絲印壓在過孔上,插座靠得太近,信號出現環路等等。從而導致電氣問題或者工藝問題,嚴重的要重新打板,造成浪費。所以,當一塊PCB完成了布局布線之后,很重要的一個步驟就是后期檢查。 

PCB的檢查有很多個細節的要素,以下列舉了一些最基本的并且最容易出錯的要素,作為后期檢查。 

1 元件封裝 

(1)焊盤間距。如果是新的器件,要自己畫元件封裝,保證間距合適,焊盤間距直接影響到元件的焊接。 

(2)過孔大小(如果有)。對于插件式器件,過孔大小應該保留足夠的余量,一般保留不小于0.2mm比較合適。 

(3)輪廓絲印。器件的輪廓絲印最好比實際大小要大一點,保證器件可以順利安裝。 

2 布局 

(1)IC不宜靠近板邊。 

(2)同一模塊電路的器件應靠近擺放。比如去耦電容應該靠近IC的電源腳,組成同一個功能電路的器件優先擺放在一個區域,層次分明,保證功能的實現。 

(3)根據實際安裝安排插座的位置。插座都是引線到其他模塊的,根據實際結構,為了安裝方便,一般采用就近原則,安排插座的位置,而且一般靠近板邊。 

(4)注意插座方向。插座都是有方向的,方向反了,線材就要重新定做。對于平插的插座,插口方向應該朝向板外。 

(5)Keep Out區域不能有器件。 

(6)干擾源要遠離敏感電路。高速信號、高速時鐘或者大電流開關信號都屬于干擾源,應該遠離敏感電路,比如復位電路,模擬電路??梢杂娩伒貋砀糸_它們。 

3 布線 

(1)線寬大小。線寬要結合工藝、載流量來選擇,最小線寬不能小于PCB廠家的最小線寬。同時保證承載電流能力,一般以1mm/A來選取合適線寬。 

(2)差分信號線。對于USB、以太網等差分線,注意走線要等長、平行、同平面,間距由阻抗決定。 

(3)高速線注意回流路徑。高速線容易產生電磁輻射,如果走線路徑與回流路徑形成面積過大,就會形成一個單匝線圈向外輻射電磁干擾,如圖1。所以走線的時候要注意旁邊有回流路徑,多層板設置有電源層和地平面可以有效解決這個問題。 

圖1 高速線產生的電磁輻射

(4)注意模擬信號線。模擬信號線應該與數字信號隔開,走線盡量避免從干擾源(如時鐘、DC-DC電源)旁邊走過,而且走線越短越好。 

4 EMC和信號完整性 

(1)端接電阻。高速線或者頻率較高并且走線較長的數字信號線最好在末端串入一個匹配電阻。 

(2)輸入信號線并接小電容。從接口輸入的信號線,最好在靠近接口的地方并接皮法級小電容。電容大小根據信號的強度以及頻率決定,不能太大,否則影響信號完整性。對于低速的輸入信號,比如按鍵輸入,可以選用330pF的小電容,如圖2。 

圖1 高速線產生的電磁輻射

(3)驅動能力。比如驅動電流較大的開關信號可以加三極管驅動;對于扇出數較大的總線可以加緩沖器(如74LS224)驅動。 

5 絲印 

(1)板名、時間、PN碼。 

(2)標注。對一些接口(如排陣)的管腳或者關鍵信號進行標注。 

(3)元件標號。元件標號要擺放至合適的位置,密集的元件標號可以分組擺放。注意不要擺放在過孔的位置。 

6 其他 

Mark點。對于需要機器焊接的PCB,需要加入兩到三個的Mark點。 

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