从头开始PCB项目的早期设计考虑
从头开始PCB项目的早期设计考虑
周日下午，当你把一个新的电子概念带到生活中时，没有什么比热焊料的味道更美妙的了。pcb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，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黑咖啡机到punch-activated手臂火焰喷射器．
热爱技术，但不确定从哪里开始您的第一个PCB项目?这篇文章是为你写的。在本文中，我们将逐步演练从头开始PCB项目的早期设计考虑事项。
你想要建立什么?
如果你是一名专业的电气工程师，你可能已经熟悉通常在任何产品开发项目开始时进行的需求收集。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?项目需求将根据您所构建的内容以及是否存在您试图解决的特定问题而有所不同。自主机器人的规格将与制造可穿戴健身手表的要求有所不同。
你需要什么传感器?从热敏电阻，到麦克风，到按钮，到远程控制，再到相机—PCB与环境交互的方法有很多，只要找到合适的传感器就可以了。
你的预算是什么?了解你的预算可以帮助你做出设计决策，比如材料和组件的选择，以及你的板可以有多少层。
谁会使用它?你需要达到一定的标准吗?如果你的业务是为NASA建造一个电路板，你将需要空间评级的部件。如果这是一个海上应用，抵抗盐雾是可取的。还有一些“密级规格”、ISO文件和其他标准，您可能必须根据您所在行业的不同而遵守这些标准。更一般地，你可能想要根据你的企业的目标市场来选择零件。比如首选连接器(例如用于航空航天的Amphenol)或可负担性。
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，还是最终将大规模生产的东西?您的布局、互连线的选择、材料的选择和层数都受到最终设计的可制造性的影响。
你的回答越详细，接下来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，以及与零部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一个更清晰的蓝图，就该在纸上或用你最喜欢的方式画出草图了PCB设计软件．在这个阶段，您要寻找的是一个简单的线路图(又称接线图)，这是元器件和电气连接的基本布局。
例如，如果你想建立自己的耳机放大器电路，你可以列出部件，如低音炮或扬声器，音频插孔和音频放大电路(如LM386 IC)。然后，您将应用电气工程101概念，如基尔霍夫电压定律，把一个功能电路，添加所有所需的电阻和电容，使其工作。
即使你更喜欢使用设计软件，也可以先用纸笔画出草图，或者在设计电路板时摆弄一下面包板和跨接电缆。
易于制造
可制造性很容易被推迟到设计过程的后期。事实上，在您开始为您的电路板挑选组件和材料之前，这是一些应该考虑到您的需求收集过程的因素。
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。
面板化包括将多个电路板构建为一个阵列，可以简化产品测试，并使您的电路板更容易大规模生产。在你投资几个小时布局你的电路板之前，这是一个好主意，考虑到你当地制造工厂的标准化PCB面板尺寸。
了解您的制造需求可以帮助您选择材料以及在哪里定位部件、轨迹和过孔。
物理PCB布局
一旦你知道你想用电做什么，是时候考虑该电路应该如何在三维空间布局。您希望PCB有多大或多小?你想把寒假准备的复古掌上游戏机的插孔放在哪里?
下面是一些您在设计时需要考虑的常见特性板布局：
路由特性，如连接器、过孔和跟踪。
单板上各部件的物理布局。要特别注意EMI/EMC和热问题。
根据你所构建的内容，你会想要通过考虑不同的形式因素来优化布局:Rigid-Flex?有机电子?
当你布局你的板时，有两件事你必须注意:
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。多层板可以帮助您分配电流，并防止形成意外天线和噪声盒。您还可以在产生大量噪声的集成电路周围使用屏蔽。
在像笔记本电脑的GPU这样的高信号电路中，产生热量是一个问题。如果PCB位于一个小的机箱中，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、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设计中的一切都是相互关联的，这就是为什么PCB设计软件是现代电路板设计的必要条件。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。