从头开始PCB项目的早期设计考虑

2019年1月9日 OrCAD PCB解决方案

印刷电路板

从头开始PCB项目的早期设计考虑

周日下午,当你在地下室里摆弄一个新的电子概念时,没有什么能比得上热焊料的味道了。多氯联苯是现代电子学的基础。由于制造工艺的改进和生产成本的降低,围绕电子项目的DIY社区正在蓬勃发展,你可以很容易地找到从破解你的咖啡机到一切的指导拳击臂火焰喷射器

爱技术,但不确定在哪里开始你的第一个PCB项目?这篇文章适合您。在这篇文章中,我们将完成从头开始的PCB项目的早期设计考虑的一步一步演练。

你想建造什么?

如果您是一名专业的电气工程师,您可能已经熟悉了在任何产品开发项目开始时通常发生的需求收集。但对于外行来说,这里有一些你可以问自己的问题:

  • 你在做什么?项目要求取决于您构建的内容以及您试图解决的特定问题。自治机器人的规格将与建造可穿戴健身手表的要求不同。

  • 你需要什么传感器?从热敏电阻、麦克风、按钮、远程控制和摄像头——PCB与环境交互的方式有很多种,关键是要找到合适的传感器。

  • 你的预算是什么?了解预算可以帮助您做出设计决策,如选择材料和组件,以及在电路板中可以有多少层。

  • 谁会使用它?你需要达到一定的标准吗?如果你的业务是为美国宇航局(NASA)建造一个电路板,你将需要空间级部件。如果这是海上应用,耐盐雾是可取的。还有一些“军规”、ISO文件和其他您可能必须遵守的标准,这取决于您的行业。更一般地,您可能希望根据您的业务的目标市场来选择部件。比如首选连接器(例如航空航天用的安酚)或可承受性。

  • 你们计划生产多少产品?这是一个个人项目,一个有限的小批量发布,还是一些最终将大规模生产的东西?您的布局、互连的选择、材料的选择和层数都受到最终设计的可制造性的影响。

你的答案越详细,剩下的开发过程就会越简单。其他常见的考虑因素包括熟悉某些PCB设计软件,以及与你可以利用的零件供应商的现有关系。

创建一个示意图

一旦您更清楚地了解您的项目即将到来的内容,就是时候绘制纸张或最喜欢的时间了PCB设计软​​件.你在这个阶段寻找什么是简单的线路图(A.K.A接线图),这是组件和电气连接的基本布局。

例如,如果你想构建您自己的耳机放大器电路,您可能列出了低音炮或扬声器,音频插孔和音频放大器电路(例如LM386 IC)的零件。然后,您将应用电气工程101概念,例如Kirchoff的电压定律,将功能电路放在一起,添加所有电阻器和电容器所需的功能。

即使您更愿意使用设计软件,在您设计董事会的同时,在使用笔和纸张和纸板和跳线的纸张和跳线中,它也很有用。

易于制造

在设计过程的后期,可制造性是很容易被推迟的。实际上,在您开始为您的板挑选组件和材料之前,这是您的需求收集过程中应该考虑的因素。

成本优化,如使用铜代替高导电性银,或选择引脚代替高速互连,应该提前决定。

面板化涉及将多个板作为阵列构建,可以简化产品测试,并使您的电路板更容易批量生产。在您投资时间之前铺设董事会之前,这是对当地制造房屋的标准化PCB面板尺寸的原因是一个好主意。

了解您的制造需求可以帮助您选择材料,以及在哪里定位组件、轨迹和通道。

物理PCB布局

一旦你知道你想做什么电,是时候考虑电路应该如何布局在三维空间。你想要PCB的尺寸是大还是小?你想把音频插孔安装在冬季制作的复古掌机上吗?

这里有一些常见的功能,你会想要考虑,因为你的设计董事会布局

  • 路由特性,如连接器、通道和跟踪。

  • 单板上组件的物理布局。特别注意EMI/EMC和热问题。

  • 根据您的建筑物,您将想通过考虑不同的形式因素来优化您的布局:多层?Rigid-Flex有机电子产品

你有两件事要在布局你的董事会时要注意:

  • EMI / EMC噪声可以混淆您的电路的性能并对附近的电子设备引起问题。多层板可以帮助您分配电流并防止形成意外天线和噪音盒。您还可以使用屏蔽产生大量噪音的IC。

  • 热产生的热量是一个问题,出现在高信号电路,如笔记本电脑的GPU。如果您的PCB将位于一个小的外壳中,并且其组件容易产生热量,那么您可能还需要考虑添加散热功能,如冷却线路、风扇和散热器。通常使用机箱或机箱作为导热介质进行散热。

结论

PCB设计中的所有内容都是互连的,这就是为什么PCB设计软​​件是现代板设计的必备。随着市场需求更小,速度更快,电路,软件成为PCB设计师工具包的一个组成部分。

关于作者

PCB设计解决方案在更短的时间内从原型生产到生产,并将其第一次使用实时反馈。

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