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PCB设计时高深的设计隐患

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PCB电路设计者需要根据电路原理图,在PCB电路设计中实现所需要的功能。PCB电路设计是一项很复杂、技术性很强的工作,通常pcb电路设计初学者都会遇到非常多问题。

本文列举了PCB电路设计中的技术规范内容和一些高深的设计失误。

希望pcb电路设计者们通过不断的学习和经验积累,能够在一次次的电路设计中不断提升,达到优良的电路性能和散热性能,有效的节约生产成本。
PCB技术规范内容:
1、PCB布线与布局
PCB布线与布局隔离准则:强弱电流隔离、大小电压隔离,高低频率隔离、输入输出隔离、数字模拟隔离、输入输出隔离,分界标准为相差一个数量级。隔离方法包括:空间远离、地线隔开。

让模拟和数字电路分别拥有自己的电源和地线通路,在可能的情况下,应尽量加宽这两部分电路的电源与地线或采用分开的电源层与接地层,以便减小电源与地线回路的阻抗,减小任何可能在电源与地线回路中的干扰电压

多层印制板设计时把数字电路和模拟电路分开,有条件时将数字电路和模拟电路安排在不同层内。如果一定要安排在同层,可采用开沟、加接地线条、分隔等方法补救。模拟的和数字的地、电源都要分开,不能混用
2、电路设计
信号滤波腿耦:对每个模拟放大器电源,必需在最接近电路的连接处到放大器之间加去耦电容器。对数字集成电路,分组加去耦电容器。在马达与发电机的电刷上安装电容器旁路,在每个绕组支路上串联R-C滤波器,在电源入口处加低通滤波等措施抑制干扰。安装滤波器应尽量靠近被滤波的设备,用短的,加屏蔽的引线作耦合媒介。所有滤波器都须加屏蔽,输入引线与输出引线之间应隔离。

信号端接:高频电路源与目的之间的阻抗匹配非常重要,错误的匹配会带来信号反馈和阻尼振荡。过量地射频能量则会导致EMI问题。此时,需要考虑采用信号端接。信号端接有以下几种:串联/源端接、并联端接、RC端接、Thevenin端接、二极管端接。
3、机壳
屏蔽体的接缝数最少;屏蔽体的接缝处,多接点弹簧压顶接触法具有较好的电连续性;通风孔D<3mm,这个孔径能有效避免较大的电磁泄露或进入;

屏蔽开口处(如通风口)用细铜网或其它适当的导电材料封堵;通风孔金属网如须经常取下,可用螺钉或螺栓沿孔口四周固定,但螺钉间距<25mm以保持连续线接触。
4、器件选型
电容器尽量选择贴片电容,引线电感小。稳定电源的供电旁路电容,选择电解电容,交流耦合及电荷存储用电容器选择聚四氟乙烯电容器或其它聚脂型(聚丙烯、聚苯乙烯等)电容器。

电容选择的标准是:尽可能低的ESR电容;尽可能高的电容的谐振频率值。

选用滤波器连接器时,除了要选用普通连接器时要考虑的因素外,还应考虑滤波器的截止频率。当连接器中各芯线上传输的信号频率不同时,要以频率最高的信号为基准来确定截止频率。
除了以上的PCB设计规范外,还有一些问题往往由于PCB工程师的大意而埋下的高级地雷。

以下列举了PCB电路工作者常见的一些高级地雷:
1. 根据器件规格书制作四边脚封装时两个边边脚距离过近,但由于规格书时这样的,手一滑,忽略掉了,在后期加工是可能短路的。
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2.在设计阶段时,运行DRC检查安全间距。另外在阻焊层开窗有没有涉及到不相关的线,如果有,焊上屏蔽罩后可以造成与屏蔽罩地的短路。
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2.在设计阶段时,运行DRC检查安全间距。另外在阻焊层开窗有没有涉及到不相关的线,如果有,焊上屏蔽罩后可以造成与屏蔽罩地的短路。
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4.具有电气属性的网络距离螺丝孔过近,多次装拆板子,存在磨掉绿(lan)油后,容易造成对螺丝短路。为了防止这种潜伏的隐患,在螺丝孔上绘制禁止区域,设计时避让开距离。
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5.在输出文件时,电气层是否存在2D线,文本,导致CAM文件上2D线,文本等成为有电气属性的“网络”
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6.板卡设计时,插入机箱的边缘要做拉手条,板内的地禁止灌入板边(具体多少看实际情况),多次摩擦后磨掉绿(lan)油后,容易造成板内地与机壳地短路。
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那么有没有办法在设计阶段避免和检查这类设计问题和埋雷呢?
这里笔者分享一款自用的PCB可制造性设计分析软件:华秋DFM。这款软件可以在设计阶段支持一键导入PCB设计文件进行设计分析,检查PCB设计规范是否满足DFM要求,可以精准定位设计隐患,还支持一键输出gerber(Altium Designer、Protel、PADS、Allegro都不用话下),bom,坐标文件等。
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执行DFM分析,软件会列出不符合设计的问题点,最贴心的是还可以将DFM规范用图文+数据的方式告诉设计师,在分析的同时还能学习到知识,真的是太赞了
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还有一个神功能,那就是BOM分析,这个功能也是我经常用到的。可以将BOM文件加载进来后,一键进行分析,配料,还有BOM的价格就一目了然了。
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文末必须给大家发一下这个软件的链接:
https://dfm.elecfans.com/?from=df

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