【導(dǎo)讀】在PCB板設(shè)計(jì)中，對(duì)工程師而言，電路設(shè)計(jì)是最基本的。但是很多工程師往往在復(fù)雜困難的PCB板設(shè)計(jì)時(shí)謹(jǐn)慎仔細(xì)，在基礎(chǔ)的PCB板設(shè)計(jì)時(shí)卻忽略一些要注意的地方，而導(dǎo)致錯(cuò)誤出現(xiàn)。可能使很完美的電路圖在轉(zhuǎn)化成PCB板時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題或者是徹底壞掉。
所以，為了幫助工程師在PCB板設(shè)計(jì)中減少設(shè)計(jì)更改，提升工作效率，在此提出幾個(gè)在PCB板設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意的方面。
PCB板設(shè)計(jì)中的散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在PCB板設(shè)計(jì)中，散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括冷卻方法和散熱元器件選擇，以及對(duì)冷膨脹系數(shù)的考慮。現(xiàn)在PCB板散熱的方式常用的有:通過(guò)PCB板本身散熱，給PCB板加散熱器和導(dǎo)熱板等。
在傳統(tǒng)PCB板設(shè)計(jì)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PCB板設(shè)計(jì)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，解決散熱的最有效方式是提升與發(fā)熱元件直接接觸的PCB板自身的散熱能力，通過(guò)PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。
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圖一：PCB板設(shè)計(jì)_散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
當(dāng)PCB板上有少數(shù)器件發(fā)熱量較大時(shí)，可在PCB板的發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁埽划?dāng)溫度還不能降下來(lái)時(shí)，可采用帶風(fēng)扇的散熱器。當(dāng)PCB板上發(fā)熱器件量較多時(shí)，可采用大的散熱罩，將散熱罩整體扣在元器件面上，讓其與PCB板上的每個(gè)元器件接觸而散熱。對(duì)用于視頻和動(dòng)畫制作的專業(yè)計(jì)算機(jī)，甚至需要采用水冷的方式進(jìn)行降溫。
PCB板設(shè)計(jì)中的元器件選擇與布局
在PCB板設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)疑要面臨元器件的選擇。每個(gè)元器件的規(guī)格都不一樣，即使同一產(chǎn)品不同廠商生產(chǎn)的元器件特性也可能不一樣，所以在PCB板設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于元器件的選擇，必須要與供應(yīng)商聯(lián)系知道元器件的特性，并且了解這些特性對(duì)PCB板設(shè)計(jì)的影響。
目前，選擇合適的內(nèi)存對(duì)于PCB板設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也是很重要的一點(diǎn)，由于DRAM和Flash存儲(chǔ)器不斷的更新，PCB板設(shè)計(jì)者要想新的設(shè)計(jì)不受內(nèi)存市場(chǎng)的影響是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。所以PCB板設(shè)計(jì)者必須瞄緊內(nèi)存市場(chǎng)，與制造商保持緊密的聯(lián)系。
圖二：PCB板設(shè)計(jì)_元器件過(guò)熱燒毀
此外對(duì)于一些散熱量大的元器件必須進(jìn)行必要的計(jì)算，它們的布局也需要特別考慮，大量的元器件在一起時(shí)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(gè)PCB板子。所以PCB板的設(shè)計(jì)和布局工程師必須一起工作，保證元器件有適合的布局。
布局時(shí)首先要考慮PCB板的尺寸大小。PCB板尺寸過(guò)大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；PCB板過(guò)小時(shí)，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB板尺寸后，再確定特殊元器件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。
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PCB板設(shè)計(jì)中的可測(cè)性設(shè)計(jì)
PCB板的可測(cè)試性的關(guān)鍵技術(shù)包括：可測(cè)試性的度量、可測(cè)試性機(jī)制的設(shè)計(jì)與優(yōu)化和測(cè)試信息的處理與故障診斷。PCB板的可測(cè)試性設(shè)計(jì)實(shí)際上就是將某種能夠方便測(cè)試進(jìn)行的可測(cè)試性方法引入到PCB板中
，提供獲取被測(cè)對(duì)象內(nèi)部測(cè)試信息的信息通道。因此，合理有效地設(shè)計(jì)可測(cè)試性機(jī)制是成功地提高PCB板可測(cè)試性水平的保障。提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用，要求可測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)能夠方便快捷地獲取PCB板測(cè)試時(shí)的反饋信息，能夠很容易地根據(jù)反饋信息做出故障診斷。在PCB板設(shè)計(jì)中，要保證DFT等探測(cè)頭的探測(cè)位置和進(jìn)入的路徑不會(huì)受到影響。
隨著電子產(chǎn)品的小型化，元器件的節(jié)距越來(lái)越小，安裝密度也會(huì)越來(lái)越大。可供測(cè)試的電路節(jié)點(diǎn)越來(lái)越少，因而對(duì)印制板組裝件的在線測(cè)試難度也越來(lái)越大，所以在PCB板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮印制板可測(cè)試性的電氣條件和物理、機(jī)械條件，采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械電子設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。
圖三：PCB板設(shè)計(jì)_可測(cè)性設(shè)計(jì)
PCB板設(shè)計(jì)中的濕敏等級(jí)MSL
圖四：PCB板設(shè)計(jì)_濕敏等級(jí)
MSL：Moisure Sensitive Level，即濕度敏感等級(jí)，在防潮包裝袋外的標(biāo)簽上有說(shuō)明，分為：1、2、2a、3、4、5、5a、6 八個(gè)等級(jí)。對(duì)濕度有特殊要求或包裝上有濕敏元件標(biāo)記的元器件必須進(jìn)行有效的管理，以提供物料儲(chǔ)存和制造環(huán)境的溫濕度管制范圍，從而確保溫濕度敏感元器件性能的可靠性。在烘烤時(shí)，BGA、QFP、MEM、BIOS等要求真空包裝完善，耐高溫和不耐高溫的元器件分別在不同的溫度下烘烤，注意烘烤的時(shí)間。PCB板烘烤要求首先參照PCB板包裝要求或客戶要求。烘烤后的濕敏元器件與PCB板在常溫下不可超過(guò)12H，未使用或未使用完在常溫下未超過(guò)12H的濕敏元器件或PCB板必須用真空包裝封好或放入干燥箱內(nèi)存放。
以上四個(gè)在PCB板設(shè)計(jì)時(shí)要注意的地方，希望對(duì)在PCB板設(shè)計(jì)中奮斗的工程師們有所幫助。
