检测PCB设计质量的注意事项

设计不良的印刷电路板或PCB将永远无法满足商业生产所需的质量。判断PCB设计质量的能力非常重要。需要进行PCB设计的经验和知识来进行完整的设计审查。但是，有几种方法可以快速判断PCB设计的质量。

示意图可能足以说明有关给定功能的组件及其连接方式。但是，由示意图提供的有关给定操作的组件实际放置和连接的信息非常有限。这意味着，即使通过精心实现完整工作原理图的所有组件连接来设计PCB，也有可能最终产品无法按预期工作。要快速检查PCB设计的质量，请考虑以下事项：

1. PCB走线

PCB的可见迹线被阻焊剂覆盖，有助于保护铜迹线免于短路和氧化。可以使用不同的颜色，但是最常用的颜色是绿色。注意，由于阻焊膜的白色，很难看到痕迹。在许多情况下，我们只能看到顶层和底层。当PCB具有两层以上时，内部层不可见。但是，仅查看外部层就很容易判断设计的质量。

在设计评审过程中，检查迹线以确认没有锐利的弯曲，并且它们都沿直线延伸。应避免急剧弯曲，因为某些高频或高功率走线可能会引起麻烦。完全避免使用它们，因为它们是设计质量差的最终信号。

2.去耦电容器

为了滤除可能对芯片造成负面影响的任何高频噪声，去耦电容器的位置非常靠近电源引脚。通常，如果芯片包含一个以上的漏极到漏极（VDD）引脚，则每个这样的引脚都需要一个去耦电容器，有时甚至需要更多。

去耦电容器应设置在非常靠近要去耦的引脚的位置。如果不将其靠近引脚，则去耦电容的效果将大大降低。如果去耦电容器没有放置在大多数微芯片上的引脚旁边，那么这又表明PCB设计不正确。

3. PCB走线长度均衡

为了使多个信号具有精确的定时关系，必须在设计中匹配PCB走线长度。迹线长度匹配可确保所有信号以相同的延迟到达目的地，并有助于保持信号沿之间的关系。需要访问原理图才能知道任何一组信号线是否需要精确的时序关系。可以跟踪这些迹线，以检查是否已应用了任何迹线长度均衡（否则称为延迟线）。大多数情况下，这些延迟线看起来像弯曲的线。

值得注意的是，额外的延迟是由信号路径中的过孔引起的。如果无法避免过孔，那么重要的是要确保所有迹线组具有相等数量的具有精确时序关系的过孔。或者，可以通过使用延迟线来补偿由通孔引起的延迟。

4.元件放置

尽管电感器具有产生磁场的能力，但工程师应确保在电路中使用电感器时，彼此之间不要靠近放置。如果电感器彼此靠近放置，尤其是首尾相连，则会在电感器之间产生有害的耦合。由于感应器产生的磁场，会在大型金属物体中感应出电流。因此，必须将它们放置在与金属物体相距一定距离的位置，否则可能会导致电感值的变化。通过将电感器彼此垂直放置，即使将电感器靠近放置在一起，也可以减少不必要的互耦。

如果PCB具有功率电阻器或任何其他发热组件，则需要考虑热量对其他组件的影响。例如，如果电路中使用温度补偿电容器或恒温器，则不应将其放置在功率电阻器或任何发热的组件附近。

PCB上必须有一个专用区域，用于板载开关稳压器及其相关组件。该部分必须设置得与处理小信号的部分尽可能远。如果直接将交流电源连接到PCB，则PCB上的交流侧必须有单独的部分。如果不按上述建议将部件分开，则PCB设计的质量就会出现问题。

5.走线宽度

工程师应格外小心，以适当确定携带大电流的走线的尺寸。如果携带快速变化的信号或数字信号的走线与携带小的模拟信号的走线平行运行，则可能会产生噪声拾取问题。连接到电感器的走线具有充当天线的能力，并且可能导致有害的射频发射。为避免这种情况，这些痕迹不应更宽。

6.地面和地平面

如果PCB具有数字和模拟两个部分，并且必须仅在一个公共点（通常是负极电源端子）处连接，则接地层必须分开。这可以帮助避免由接地电流尖峰引起的数字部分对模拟部分的不利影响。子电路的接地回路迹线（如果PCB只有两层）需要分开，然后必须在负电源端子处连接。强烈建议对于中等复杂的PCB至少要有四层板，电源和接地层需要两个内部层。

结论

对于工程师而言，在PCB设计中拥有足够的专业知识来判断一种或一种员工设计的质量非常重要。但是，没有专业知识的工程师可以查看上述方法。在过渡到原型制作之前，尤其是在设计启动产品时，始终让专家检查PCB设计的质量总是一个好主意。
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