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大牛支招!如何避免PCB設(shè)計的陷阱

發(fā)布時間:2014-08-15 責(zé)任編輯:willwoyo

【導(dǎo)讀】對于一個電子工程師來說,電路設(shè)計是一門基本的功夫。但是即使電路原理圖再完美,如果在轉(zhuǎn)化為PCB電路板的過程中,不對常見的問題和挑戰(zhàn)有所了解和防范,能整個系統(tǒng)仍然會大打折扣,嚴(yán)重時根本不能工作。

為了避免工程設(shè)計的變更,提高效率、減少成本,那么今天筆者將就最容易出現(xiàn)問題的地方一一進(jìn)行說明。

一、元件選擇與布局

每個元件的規(guī)格都不一樣,即使同一產(chǎn)品不同廠商生產(chǎn)的元件特性也可能不一樣,所以在設(shè)計時對于元器件的選擇,必須要與供應(yīng)商聯(lián)系以了解元件的特性,并且知道這些特性對設(shè)計的影響。

在現(xiàn)今,選擇合適的內(nèi)存對于電子產(chǎn)品設(shè)計來說也是件非常重要的事情,由于DRAM和Flash存儲器不斷的更新,PCB的設(shè)計者要想新的設(shè)計不受外界不斷變 化的內(nèi)存市場對其的影響是一個很大的挑戰(zhàn)?,F(xiàn)在DDR3占領(lǐng)當(dāng)前DRAM市場的85%-90%,但是在2014年預(yù)計DDR4將從12%上升至56%。所 以設(shè)計者必須瞄緊內(nèi)存市場,與制造商保持緊密的聯(lián)系。

元器件過熱燒毀

另外對于一些散熱量大的元器件必須進(jìn)行必要的計算,他們的布局也需要特別考慮,大量的元器件在一起時能產(chǎn)生更多的熱量,從而引起阻焊層變形分離,甚至引燃整個板子。所以設(shè)計和布局工程師必須一起工作,保證元件有合適的布局。

布局時首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后,再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進(jìn)行布局。[page]

二 散熱系統(tǒng)

散熱系統(tǒng)的設(shè)計包括冷卻方法和散熱元器件選擇,以及對冷膨脹系數(shù)的考慮。目前PCB散熱采用的主要有通過PCB板本身散熱,加散熱器和導(dǎo)熱板等。
傳 統(tǒng)PCB板設(shè)計中,由于板材多采用覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材,還有少量使用的紙基覆銅板材,這些材料電氣性能和加工性能良好,但是導(dǎo)熱性 能很差。由于現(xiàn)在的設(shè)計中QFP、BGA等表面安裝元件大量使用,元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板,因此,解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接 觸的PCB自身的散熱能力,通過PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。


當(dāng)PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量比較大時,可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁?,?dāng)溫度還不能降下來時,可采用 帶風(fēng)扇的散熱器。當(dāng)發(fā)熱器件量較多時,可采用大的散熱罩,將散熱罩整體扣在元件面上,與每個元件接觸而散熱。對于用于視頻和動畫制作的專業(yè)計算機(jī),甚至需 要采用水冷的方式進(jìn)行降溫。
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