好的PCB设计应该怎样做？

深圳高都电子有限公司是一家专业从事电子产品电路板设计(布图布线设计)的PCB设计公司，主要承接多层高密度的PCB设计图板和电路板设计打样业务。接下来我给大家介绍一下如何做好PCB设计。
新设计之初，由于大部分时间花在电路设计和元器件选择上，在PCB布局阶段，由于经验不足，考虑不够全面。如果不为PCB布局设计提供足够的时间和精力，可能会导致设计从数字域转化变为物理现实时，在制造阶段出现问题，或者在功能上出现缺陷。那么，设计一个在纸面上和物理形式上都真实可靠的电路板的关键是什么呢？让我们讨论一下如何设计一个可制造且可靠的印刷电路板。
首先，微调您的组件布局
PCB布图工艺的元器件放置阶段，既科学又艺术，需要对电路板上可用的主要元器件进行战略考虑。虽然这一过程可能具有挑战性，但您放置电子元件的方式将决定制造电路板的难易程度以及它如何满足您最初的设计要求。
虽然有放置元器件的一般顺序，比如放置连接器、印刷电路板安装器件、电源电路、精密电路、按键电路等。按顺序，还有一些具体的准则需要记住，包括：
方向-确保相似的部件定位朝向相同的方向，这将有助于实现高效和无误差的焊接过程。
布局-避免将较小的组件放在较大的组件后面，这可能会因焊接较大的组件而导致安装问题。
组织-建议将所有表面贴装(SMT)元件放置在电路板的同一侧，并将所有通孔(th)元件放置在电路板的顶部，以最大限度地减少组装步骤。
最后，需要注意一个PCB设计准则——即当使用混合技术元件(过孔和表面贴装元件)时，制造商可能需要额外的工艺来组装电路板，这会增加您的整体成本。
好的芯片组件方向(左)和坏的芯片组件方向(右)
好的芯片组件方向(左)和坏的芯片组件方向(右)
良好的组件排列(左)和不良的组件排列(右)
良好的组件排列(左)和不良的组件排列(右)
其次，正确放置电源、接地和信号路由
放置元件后，可以放置电源、接地和信号走线，以确保信号路径干净无故障。在布局过程的这个阶段，请记住以下准则：
定位电源和接地层
始终建议将电源层和接地层放置在电路板内部，同时保持对称和居中。这有助于防止您的电路板弯曲，这也与您的组件是否正确定位有关。为了向集成电路供电，建议每个电源使用一个公共通道，以确保走线宽度牢固稳定，并避免组件之间的菊花链电源连接。
信号线布线连接
接下来，根据原理图中的设计连接信号线。建议始终采取最短的可能路径和组件之间的直接路径路由。如果您的元件需要在水平方向上固定而没有任何偏差，建议电路板的元件基本上在插座处水平布线，然后在插座后垂直布线。这样，随着焊接过程中焊料的迁移，元件将在水平方向上固定。如下图上部所示。但是，下图下半部分的信号路由模式可能会导致元件在焊接过程中随着焊料的流动而偏转。
建议的接线方法(箭头表示焊料流动方向)
建议的接线方法(箭头表示焊料流动方向)
不支持的接线模式(箭头表示焊料流动方向)
不支持的接线模式(箭头表示焊料流动方向)
定义网络宽度
您的设计可能需要不同的网络，这些网络将携带各种电流，这些电流将决定所需的网络宽度。考虑到这一基本要求，建议为低电流模拟和数字信号提供0.010''(10mil)的宽度。当您的线路电流超过0.3安培时，应将其加宽。这里有一个免费的线宽计算器，让转换过程变得简单。
第三，有效隔离
您可能已经体验过电源电路中的大电压和电流尖峰如何干扰您的低压电流控制电路。为了最大限度地减少此类干扰问题，请遵循以下准则：
隔离-确保每个电源的电源接地和控制接地是分开的。如果您必须在印刷电路板上将它们连接在一起，请确保它尽可能靠近电源路径的末端。
布局-如果您已经在中间层放置了接地层，请务必放置一个小阻抗路径，以降低任何电源电路干扰的风险，并帮助保护您的控制信号。您可以遵循相同的准则，将数字和模拟接地分开。
耦合-为了减少大接地层及其上下走线的电容耦合，请尝试仅通过模拟信号线穿过模拟接地。
元件隔离示例(数字和模拟)
元件隔离示例(数字和模拟)
第四，解决热度问题
你有没有经历过电路性能下降甚至电路板因为散热问题而损坏的情况？因为不考虑散热，很多问题困扰了很多设计师。以下是一些帮助解决散热问题的指南：
识别有问题的组件
第一步是开始考虑电路板上哪些元件散热最多。这可以通过首先在器件的数据手册中找到“热阻”等级，然后根据推荐的指南传递产生的热量来实现。当然，可以增加散热器和冷却风扇，以保持组件温度下降，并记住保持关键组件远离任何高热源。