从零开始PCB项目的早期设计考虑
从零开始PCB项目的早期设计考虑
没有什么比在一个星期天的下午，在你的地下室里把一个新的电子概念带入生活的时候，热焊锡的气味更美妙的了。多氯联苯是现代电子的基础。由于制造工艺的改进和生产成本的降低，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咖啡机到punch-activated手臂火焰喷射器．
热爱技术，但不确定从哪里开始与您的第一个PCB项目?这篇文章是写给你的。在这篇文章中，我们将逐步演练从零开始一个PCB项目的早期设计考虑。
你想要创造什么?
如果您是一名专业的电气工程师，那么您很可能已经熟悉在任何产品开发项目开始时通常发生的需求收集。但对于不熟悉的人，这里有一个快速的问题列表，你可以问自己:
你在做什么?项目需求将根据您正在构建的内容以及您是否试图解决特定的问题而有所不同。自主机器人的规格将不同于制造可穿戴健身手表的要求。
你需要什么传感器?从热敏电阻，到麦克风，到按钮，到遥控器，再到摄像头——PCB与环境交互的方式有很多种，关键是找到合适的传感器。
你的预算是什么?了解你的预算可以帮助你做出设计决策，如材料和组件的选择，以及你可以在你的板上有多少层。
谁会用它呢?你需要达到某些标准吗?如果您的业务是为NASA建造一个板，您将需要空间额定部件。如果这是一个海上应用，抗盐雾是可取的。也有“mil-specs”、ISO文档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(例如航空航天用的氨酚)或可负担性。
你们计划生产多少产品?这是一个个人项目，有限的小批量发布，还是最终将大规模生产的东西?你的布局、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，剩下的开发过程就越容易。其他常见的考虑因素包括对某些PCB设计软件的熟悉程度以及与可以利用的零件供应商的现有关系。
创建一个示意图
一旦你对你的项目有了更清晰的概念，就该在纸上或与你最喜欢的人一起勾画草图了PCB设计软件．在这个阶段你要找的是一个简单的东西线路图(又名接线图)，这是组件和电气连接的基本布局。
比如，如果你想建立你自己的耳机放大器电路，你可能会列出零件，如低音炮或扬声器，音频插孔，音频放大器电路(如LM386 IC)。然后，您将应用电气工程的101个概念，如基尔霍夫电压定律，组装一个功能电路，添加所有的电阻和电容，使其工作。
即使你更喜欢使用设计软件，也可以先用纸和笔勾勒出草图，或者在设计电路板时摆弄一下面包板和跳线。
易于制造
可制造性很容易被推迟到设计过程的后期。实际上，在您开始为您的板子挑选组件和材料之前，应该将这一点考虑到您的需求收集过程中。
成本优化，例如使用铜而不是高导电性的银，或选择引脚而不是高速互连，应该预先决定。
面板化，包括将多个板作为阵列构建，可以简化产品测试，并使您的板更容易批量生产。在您花费数小时布置您的电路板之前，考虑到您当地制造公司的标准PCB面板尺寸是一个好主意。
了解您的制造需求可以帮助您选择材料，并在哪里定位组件，痕迹和通孔。
物理PCB布局
一旦你知道你想要做什么，是时候考虑电路应该如何布局在三维空间。您希望您的PCB有多大或多小?你想把那个复古掌机上的音频插孔放在什么地方?
下面是一些您在设计您的板布局：
路由特性，例如连接器、通径和跟踪。
单板上组件的物理布局。特别注意EMI/EMC和热方面的考虑。
根据您正在构建的内容，您将希望通过考虑不同的形式因素来优化布局:多层?Rigid-Flex?有机电子?
有两件事你必须注意你的版面:
EMI/EMC噪声会干扰电路的性能，并对附近的电子设备造成问题。多层板可以帮助分散电流，防止意外天线和噪声箱的形成。你也可以在产生大量噪声的ic周围使用屏蔽。
热产生是在高信号电路中出现的一个问题，比如笔记本电脑的GPU。如果您的PCB将放在一个小的外壳中，并且它的组件容易产生热量，您可能还需要考虑添加散热功能，如冷却线、风扇和散热器。通常使用机箱或机箱作为散热的导热介质。
结论
PCB设计中的所有东西都是相互联系的，这就是为什么PCB设计软件是现代电路板设计必须的。随着市场对更小、更快的电路的需求，软件成为PCB设计师工具包中不可或缺的一部分。