大牛支招!如何避免PCB设计的陷阱
对于一个电子工程师来说,电路设计是一门基本的功夫。但是即使电路原理图再完美,如果在转化为PCB电路板的过程中,不对常见的问题和挑战有所了解和防范,能整个系统仍然会大打折扣,严重时根本不能工作。
为了避免工程设计的变更,提高效率、减少成本,那么今天笔者将就最容易出现问题的地方一一进行说明。
一、元件选择与布局
每个元件的规格都不一样,即使同一产品不同厂商生产的元件特性也可能不一样,所以在设计时对于元器件的选择,必须要与供应商联系以了解元件的特性,并且知道这些特性对设计的影响。
在现今,选择合适的内存对于电子产品设计来说也是件非常重要的事情,由于DRAM和Flash存储器不断的更新,PCB的设计者要想新的设计不受外界不断变 化的内存市场对其的影响是一个很大的挑战。现在DDR3占领当前DRAM市场的85%-90%,但是在2014年预计DDR4将从12%上升至56%。所 以设计者必须瞄紧内存市场,与制造商保持紧密的联系。
元器件过热烧毁
另外对于一些散热量大的元器件必须进行必要的计算,他们的布局也需要特别考虑,大量的元器件在一起时能产生更多的热量,从而引起阻焊层变形分离,甚至引燃整个板子。所以设计和布局工程师必须一起工作,保证元件有合适的布局。
布局时首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小,则散热不好,且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后,再确定特殊元件的位置。最后,根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
二 散热系统
散热系统的设计包括冷却方法和散热元器件选择,以及对冷膨胀系数的考虑。目前PCB散热采用的主要有通过PCB板本身散热,加散热器和导热板等。
传 统PCB板设计中,由于板材多采用覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材,还有少量使用的纸基覆铜板材,这些材料电气性能和加工性能良好,但是导热性 能很差。由于现在的设计中QFP、BGA等表面安装元件大量使用,元器件产生的热量大量地传给PCB板,因此,解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接 触的PCB自身的散热能力,通过PCB板传导出去或散发出去。
当PCB中有少数器件发热量比较大时,可在发热器件上加散热器或导热管,当温度还不能降下来时,可采用 带风扇的散热器。当发热器件量较多时,可采用大的散热罩,将散热罩整体扣在元件面上,与每个元件接触而散热。对于用于视频和动画制作的专业计算机,甚至需 要采用水冷的方式进行降温。