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

 

 

盡管優(yōu)良的原理圖不能保證好的布線(xiàn)，但是好的布線(xiàn)開(kāi)始于優(yōu)良的原理圖。在繪制原理圖時(shí)要深思熟慮，并且必須考慮整個(gè)電路的信號流向。如果在原理圖中從左到右具有正常穩定的信號流，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(shí)候電路設計工程師不在，客戶(hù)會(huì )要求我們幫助解決電路的問(wèn)題，從事此工作的設計師、技術(shù)員和工程師都會(huì )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(guān)外殼的機械信息、印制線(xiàn)長(cháng)度、空白區;標明哪些元件需要置于PCB上面;給出調整信息、元件取值范圍、散熱信息、控制阻抗印制線(xiàn)、注釋、扼要的電路動(dòng)作描述……(以及其它)。

 

 

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

 

需要給布線(xiàn)工程師的指示包括：電路功能的簡(jiǎn)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(xiàn)、模擬信號、數字信號和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(xiàn)很重要;哪些線(xiàn)路需要控制阻抗印制線(xiàn);哪些線(xiàn)路需要匹配長(cháng)度;元件的尺寸;哪些印制線(xiàn)需要彼此遠離(或靠近);哪些線(xiàn)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(xué)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(gè)鍍金的鋁制外殼中(因為有很?chē)栏竦姆勒鹬笜?。提供偏置饋通的引腳穿過(guò)板子。該引腳是通過(guò)焊接線(xiàn)連接到PCB上的。

 

這是一個(gè)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(shù)員不得不將整個(gè)裝置拆開(kāi)，完成設定后再將它們重新組裝的時(shí)候，顯得很不高興。從那以后我再也沒(méi)有犯過(guò)這種錯誤了。

 

 

正像在PCB中，位置決定一切。將一個(gè)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(xiàn)細節將產(chǎn)生巨大回報的原因。從關(guān)鍵元件的位置入手，根據具體電路和整個(gè)PCB來(lái)考慮。從一開(kāi)始就規定關(guān)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(kāi)發(fā)周期。

 

另外，說(shuō)點(diǎn)有意思的，PCB板上那些“特殊焊盤(pán)“

 

第一個(gè)，淚滴焊盤(pán)

 

 

淚滴是焊盤(pán)與導線(xiàn)或者是導線(xiàn)與導孔之間的滴裝連接過(guò)度，設置淚滴的目的是在電路板受到巨大外力的沖撞時(shí)，避免導線(xiàn)與焊盤(pán)或者導線(xiàn)與導孔的接觸點(diǎn)斷開(kāi)，另外，設置淚滴也可使PCB電路板顯得更加美觀(guān)。

 

teardrop的作用是避免信號線(xiàn)寬突然變小而造成反射，可使走線(xiàn)與元件焊盤(pán)之間的連接趨于平穩過(guò)渡化，解決了焊盤(pán)與走線(xiàn)之間的連接容易斷裂的問(wèn)題。

 

1、焊接上，可以保護焊盤(pán)，避免多次焊接是焊盤(pán)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(guò)孔偏位出現的裂縫等)

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(pán)更堅固，防止機械制板時(shí)焊盤(pán)與導線(xiàn)之間斷開(kāi)，常在焊盤(pán)和導線(xiàn)之間用銅膜布置一個(gè)過(guò)渡區，形狀像淚滴，故常稱(chēng)做補淚滴( Teardrops )

 

第二個(gè)，放電齒

 

 

此物被稱(chēng)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(gè)三角形接地，另一個(gè)接到信號線(xiàn)。此三角形不是一種元件，而是由在PCB 布線(xiàn)過(guò)程中使用銅箔層作出來(lái)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。

 

1、在開(kāi)關(guān)電源浪涌測試或者ESD測試時(shí)共模電感兩端將產(chǎn)生高壓，出現飛弧。若與周?chē)骷g距較近，可能使周?chē)骷p壞。因此可在其上并聯(lián)一個(gè)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(shí)，在共模電感兩端加入放電齒，使得電感通過(guò)兩放電尖端放電，避免通過(guò)其他路徑放電，從而使得對周?chē)秃蠹壠骷挠绊憸p到最小。

 

放電間隙不需要另外的成本，在畫(huà)pcb板時(shí)畫(huà)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(chǎng)合中使用，則放電間隙間會(huì )因為常常的放電而在兩個(gè)三角點(diǎn)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(xiàn)的永久對地短路，從而造成系統的故障。