PCB設(shè)計后期檢查的幾大要素
當一塊PCB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(jīng)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(jié)果出現(xiàn)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(xiàn)環(huán)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(jié)的要素,本人列舉了一些自認為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?。ㄈ绻校τ诓寮狡骷?,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(yōu)先擺放在一個區(qū)域,層次分明,保證功能的實現(xiàn)。
(3)根據(jù)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(jù)實際結(jié)構(gòu),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(qū)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(guān)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(jié)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(wǎng)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(chǎn)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(shè)置有電源層和地平面可以有效解決這個問題。
(4)注意模擬信號線。模擬信號線應該與數(shù)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(shù)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(jù)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。
(3)驅(qū)動能力。比如驅(qū)動電流較大的開關(guān)信號可以加三極管驅(qū)動;對于扇出數(shù)較大的總線可以加緩沖器(如74LS224)驅(qū)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(guān)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
(1)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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