PCB就好比電子電路的骨架和神經(jīng)脈絡，在電子工程項目中起著舉足輕重的作用，但很多人對PCB設計并不了解或了解不夠。

我在大學那時候，就對電路板設計、硬件電路設計特別感興趣，也學得比較認真。當時覺得畢業(yè)后能找到一份坐在辦公室進行計算機繪圖的工作是多么好。畢業(yè)后，也如愿進入了東莞一家汽車電子公司，從事電子研發(fā)的工作，包括制作BOM表、樣機調(diào)試和PCB繪圖工作。當時2002年畢業(yè)時，還沒有PCB工程師這個工種，基本上就是什么事情都要會一點，包括原理圖繪制、器件選型、PCB繪圖、樣板焊接、調(diào)試、BOM制作、作業(yè)指導書等，也從此走上了電子研發(fā)這條路。

01

原理圖

盡管優(yōu)良的原理圖不能保證好的布線，但是好的布線開始于優(yōu)良的原理圖。在繪制原理圖時要深思熟慮，并且必須考慮整個電路的信號流向。如果在原理圖中從左到右具有正常穩(wěn)定的信號流，那么在PCB上也應具有同樣好的信號流。在原理圖上盡可能多給出有用的信息。

因為有時候電路設計工程師不在，客戶會要求我們幫助解決電路的問題，從事此工作的設計師、技術員和工程師都會非常感激，也包括我們。除了普通的參考標識符、功耗和誤差容限外，原理圖中還應該給出哪些信息呢?下面給出一些建議，可以將普通的原理圖變成一流的原理圖。加入波形、有關外殼的機械信息、印制線長度、空白區(qū);標明哪些元件需要置于PCB上面;給出調(diào)整信息、元件取值范圍、散熱信息、控制阻抗印制線、注釋、扼要的電路動作描述……(以及其它)。

02

誰都別信

如果不是你自己設計布線，一定要留出充裕的時間仔細檢查布線人的設計。在這點上很小的預防抵得上一百倍的補救。不要指望布線的人能理解你的想法。在布線設計過程的初期你的意見和指導是最重要的。你能提供的信息越多，并且整個布線過程中你介入的越多，結果得到的PCB就會越好。給布線設計工程師設置一個暫定的完成點——按照你想要的布線進展報告快速檢查。這種“閉合環(huán)路”方法可以防止布線誤入歧途，從而將返工的可能性降至最低。

需要給布線工程師的指示包括：電路功能的簡短描述，標明輸入和輸出位置的PCB略圖，PCB層疊信息(例如，板子有多厚，有多少層，各信號層和接地平面的詳細信息——功耗、地線、模擬信號、數(shù)字信號和RF信號);各層需要那些信號;要求重要元件的放置位置;旁路元件的確切位置;哪些印制線很重要;哪些線路需要控制阻抗印制線;哪些線路需要匹配長度;元件的尺寸;哪些印制線需要彼此遠離(或靠近);哪些線路需要彼此遠離(或靠近);哪些元器件需要彼此遠離(或靠近);哪些元器件要放在PCB的上面，哪些放在下面。永遠不要抱怨需要給別人的信息太多——太少嗎?是;太多嗎?不。

分享一條學習經(jīng)驗：大約10年前，我設計一塊多層的表面貼電路板——板子的兩面都有元件。用很多螺釘將板子固定在一個鍍金的鋁制外殼中(因為有很嚴格的防震指標)。提供偏置饋通的引腳穿過板子。該引腳是通過焊接線連接到PCB上的。

這是一個很復雜的裝置。板子上的一些元件是用于測試設定(SAT)的。但是我已經(jīng)明確規(guī)定了這些元件的位置。你能猜出這些元件都安裝在什么地方嗎?對了，在板子的下面。當產(chǎn)品工程師和技術員不得不將整個裝置拆開，完成設定后再將它們重新組裝的時候，顯得很不高興。從那以后我再也沒有犯過這種錯誤了。

03

位置

正像在PCB中，位置決定一切。將一個電路放在PCB上的什么位置，將其具體的電路元件安裝在什么位置，以及其相鄰的其它電路是什么，這一切都非常重要。

通常，輸入、輸出和電源的位置是預先確定好的，但是它們之間的電路就需要“發(fā)揮各自的創(chuàng)造性”了。這就是為什么注意布線細節(jié)將產(chǎn)生巨大回報的原因。從關鍵元件的位置入手，根據(jù)具體電路和整個PCB來考慮。從一開始就規(guī)定關鍵元件的位置以及信號的路徑有助于確保設計達到預期的工作目標。一次就得到正確的設計可以降低成本和壓力——也就縮短了開發(fā)周期。

另外，說點有意思的，PCB板上那些“特殊焊盤“

第一個，淚滴焊盤

淚滴是焊盤與導線或者是導線與導孔之間的滴裝連接過度，設置淚滴的目的是在電路板受到巨大外力的沖撞時，避免導線與焊盤或者導線與導孔的接觸點斷開，另外，設置淚滴也可使PCB電路板顯得更加美觀。

teardrop的作用是避免信號線寬突然變小而造成反射，可使走線與元件焊盤之間的連接趨于平穩(wěn)過渡化，解決了焊盤與走線之間的連接容易斷裂的問題。

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1、焊接上，可以保護焊盤，避免多次焊接是焊盤的脫落

2、加強連接的可靠性(生產(chǎn)是可以避免蝕刻不均，過孔偏位出現(xiàn)的裂縫等)

3、平滑阻抗，減少阻抗的急劇跳變

在電路板設計中，為了讓焊盤更堅固，防止機械制板時焊盤與導線之間斷開，常在焊盤和導線之間用銅膜布置一個過渡區(qū)，形狀像淚滴，故常稱做補淚滴( Teardrops )

第二個，放電齒

此物被稱之為放電齒、放電間隙或者火花間隙。采用放電間隙(Sparkgaps )放電間隙是一對指向彼此相對的銳角的三角形，指尖相距最大10mil?最小6mil?。一個三角形接地，另一個接到信號線。此三角形不是一種元件，而是由在PCB?布線過程中使用銅箔層作出來的。這些三角形需設置在PCB?板的頂層(componentside )，且不能被防焊涂料所籠蓋。

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1、在開關電源浪涌測試或者ESD測試時共模電感兩端將產(chǎn)生高壓，出現(xiàn)飛弧。若與周圍器件間距較近，可能使周圍器件損壞。因此可在其上并聯(lián)一個放電管或壓敏電阻限制其電壓，從而起到滅弧的作用。放置防雷器件效果很好但是成本比較高。

2、另一種辦法是在PCB設計時，在共模電感兩端加入放電齒，使得電感通過兩放電尖端放電，避免通過其他路徑放電，從而使得對周圍和后級器件的影響減到最小。

放電間隙不需要另外的成本，在畫pcb板時畫上去就可以了，但是需要特別留意的是此種形式的放電間隙為空氣形式的放電間隙，只能在偶有ESD?產(chǎn)生的環(huán)境中使用。若在經(jīng)常有ESD?發(fā)生的場合中使用，則放電間隙間會因為常常的放電而在兩個三角點上產(chǎn)生積碳，并終極在放電間隙上造成短路，并造成信號線的永久對地短路，從而造成系統(tǒng)的故障。

其實，PCB設計的樂趣有很多，只有去實踐，才會有深刻體會?？吹竭@篇文章，如果朋友們對PCB設計有任何感觸，可以在評論下方留言一起交流。

編輯：黃飛

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