一站式PCBA项目的设计注意事项有哪些？

PCB是现代电子产品的基础。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，热爱技术，但不确定从哪里开始您的第一个 PCBA项目？这篇文章是给你的。在这篇文章中，我们将逐步介绍一站式PCBA项目的早期设计注意事项。

你想建立什么？

如果您是专业的电气工程师，您很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，这里有一个你可以问自己的问题的快速列表：

你在做什么？项目要求将根据您正在构建的内容以及您要解决的特定问题而有所不同。自主机器人的规格将不同于制造可穿戴健身手表的要求。

您需要什么传感器？从热敏电阻到麦克风、按钮、遥控器和摄像头——PCB 与环境交互的方式有很多种，只需找到合适的传感器即可。

你的预算是多少？了解您的预算可以帮助您做出设计决策，例如材料和组件的选择，以及您的电路板中可以拥有的层数。

谁会使用它？您需要满足某些标准吗？如果您的企业正在为 NASA 构建电路板，您将需要空间额定部件。如果这是海上应用，则需要抗盐雾。根据您所在的行业，您可能还必须遵守“军用规范”、ISO 文档和其他标准。更一般地说，您可能希望根据您的业务的目标市场选择零件。诸如首选连接器（例如用于航空航天的 Amphenol）或可负担性之类的东西。

你打算生产多少产品？这是一个个人项目，一个有限的小批量发布，还是最终会量产的东西？您的布局、互连的选择、材料的选择和层数都受到最终设计的可制造性的影响。

您在前面的答案中越详细，开发过程的其余部分就越容易。其他常见的考虑因素包括熟悉某些 PCB设计软件以及与您可以利用的零件供应商的现有关系。

创建原理图

一旦您对项目的内容有了更清晰的了解，就可以在纸上或使用您最喜欢的PCB 设计软件勾勒出来。您在这个阶段要寻找的是一个简单的电路图（又名接线图），它是组件和电气连接的基本布局。

例如，如果您正在寻求构建自己的耳机放大器电路，您可能会列出诸如低音炮或扬声器、音频插孔和音频放大器电路（例如 LM386 IC）等部件。然后，您将应用电气工程 101 概念（例如基尔霍夫电压定律）来组合一个功能电路，添加使其工作所需的所有电阻器和电容器。

即使您更喜欢使用设计软件，在设计电路板时先用笔和纸勾勒出草图或使用面包板和跨接电缆也很有用。

易于制造

可制造性是很容易在设计过程后期推迟的东西。实际上，在您开始为您的电路板挑选组件和材料之前，这是您的需求收集过程中应该考虑的因素。

成本优化，例如使用铜而不是更高导电率的银，或选择引脚而不是高速互连，应该预先决定。

面板化涉及将多个板构建为一个阵列，可以简化产品测试，并使您的板更容易批量生产。在花费数小时布置电路板之前，最好考虑当地制造商的标准化 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何处放置组件、走线和过孔。

物理 PCB 布局

一旦你知道你想在电气上做什么，就该考虑如何在 3 维空间中布置该电路。您希望您的 PCB 有多大或多小？您想将音频插孔放在您正在为寒假工作的那台复古手持游戏机上的什么位置？

以下是您在设计电路板布局时需要考虑的一些常见功能：

布线功能，例如连接器、过孔和走线。

板上组件的物理布局。请特别注意 EMI/EMC 和散热注意事项。

根据您正在构建的内容，您需要通过考虑不同的外形因素来优化您的布局：多层？刚柔结合？有机电子？

在布局电路板时，您必须注意两件事：

EMI/EMC 噪声会影响您的电路性能，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意外天线和噪声盒的形成。您还可以在产生大量噪声的 IC 周围使用屏蔽。  

热量产生是笔记本电脑 GPU 等高信号电路中出现的问题。如果您的 PCB 将安装在一个小型外壳中，并且其组件容易产生热量，您可能还需要考虑添加散热功能，例如冷却线、风扇和散热器。常用机箱或机箱作为导热介质进行散热。

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备品。随着市场需要更小、更快的电路，软件成为 PCB 设计人员工具包中不可或缺的一部分。