如何避免PCB設(shè)計(jì)中的陷阱

對(duì)于一個(gè)電子工程師來說，電路設(shè)計(jì)是一門基本的功夫。但是即使電路原理圖再完美，如果在轉(zhuǎn)化為PCB電路板的過程中，不對(duì)常見的問題和挑戰(zhàn)有所了解和防范，能整個(gè)系統(tǒng)仍然會(huì)大打折扣，嚴(yán)重時(shí)根本不能工作。為了避免工程設(shè)計(jì)的變更，提高效率、減少成本，那么今天筆者將就最容易出現(xiàn)問題的地方一一進(jìn)行說明。

一、元件選擇與布局

每個(gè)元件的規(guī)格都不一樣，即使同一產(chǎn)品不同廠商生產(chǎn)的元件特性也可能不一樣，所以在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于元器件的選擇，必須要與供應(yīng)商聯(lián)系以了解元件的特性，并且知道這些特性對(duì)設(shè)計(jì)的影響。

在現(xiàn)今，選擇合適的內(nèi)存對(duì)于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)來說也是件非常重要的事情，由于DRAM和Flash存儲(chǔ)器不斷的更新，PCB的設(shè)計(jì)者要想新的設(shè)計(jì)不受外界不斷變化的內(nèi)存市場(chǎng)對(duì)其的影響是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在DDR3占領(lǐng)當(dāng)前DRAM市場(chǎng)的85%-90%，但是在2014年預(yù)計(jì)DDR4將從12%上升至56%。所以設(shè)計(jì)者必須瞄緊內(nèi)存市場(chǎng)，與制造商保持緊密的聯(lián)系。

元器件過熱燒毀

另外對(duì)于一些散熱量大的元器件必須進(jìn)行必要的計(jì)算，他們的布局也需要特別考慮，大量的元器件在一起時(shí)能產(chǎn)生更多的熱量，從而引起阻焊層變形分離，甚至引燃整個(gè)板子。所以設(shè)計(jì)和布局工程師必須一起工作，保證元件有合適的布局。

布局時(shí)首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。

二 散熱系統(tǒng)

散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括冷卻方法和散熱元器件選擇，以及對(duì)冷膨脹系數(shù)的考慮。目前PCB散熱采用的主要有通過PCB板本身散熱，加散熱器和導(dǎo)熱板等。

傳統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)中，由于板材多采用覆銅／環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材，這些材料電氣性能和加工性能良好，但是導(dǎo)熱性能很差。由于現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中QFP、BGA等表面安裝元件大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。

當(dāng)PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量比較大時(shí)，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁?，?dāng)溫度還不能降下來時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器。當(dāng)發(fā)熱器件量較多時(shí)，可采用大的散熱罩，將散熱罩整體扣在元件面上，與每個(gè)元件接觸而散熱。對(duì)于用于視頻和動(dòng)畫制作的專業(yè)計(jì)算機(jī)，甚至需要采用水冷的方式進(jìn)行降溫。

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