走出这些年深陷的PCB误区——“方便一秒钟”

PCB

亚为智能齐非

PCB，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。PCB设计的是否合理稳定，决定着一款产品的成败。

经历了多年的实践、反复地测试、用户的反馈，亚为在“方便一秒钟”的理念上狠下功夫，以精益求精的态度来升级更新，制定合理的PCB设计规范，仔细从多方面推敲提高PCB的持久生命力。但在设计PCB过程中，从画图打样到产品定型，我们还是踩了无数的坑，正是这些坑常常成为产品定型的拦路虎，不容小觑。

PCB器件部署位置要与原理图结构尽量一致，切忌随意摆放

之前习惯的认为：怎么布线方便，怎么走线短，就怎么去摆放器件。在实际生产和应用中弊端并发。

1. 手工焊接样板效率低下。

2. 调试和维修故障问题难以定位查找，需要反复对照原理图。

3. 各功能间干扰大。

有人说电子工程师亦是艺术家，一块完美的PCB如同精雕细琢的工艺品，确实如此。PCB的第一良好印象，即美观的布局和醒目的丝印。首先按原理图进行器件模块化布局，如果器件东一个西一个，会给调试带来无穷的麻烦。这样才能符合人的逻辑思维，功能模块相对集中，电路信号走向清晰，方便分析，这样可以在调试和维修时，“方便工程师一秒钟”。其次电源和通信接口、信号的输入输出端子、指示灯等符合工业品的标准，顺序与位置的摆放，迎合客户的习惯，在摆放器件时，要深刻思考，给用户交互使用的对外接口须边缘放置。其三是模数分开布局，数字量是方波或者脉冲信号，对模拟量的干扰必须慎重考虑。

丝印必须给人看

无数次的电源烧坏、芯片错焊，通信接线错误等问题，调试摆脱不了原理图，都是丝印惹的祸。

1. 丝印过小看不清，过大不美观。

2. 角度颠三倒四指向不明。

3. 信息含糊有歧义，如PWM（不知是输入还是输出）、VCC（不知范围多大）。

4. 电源正负位置随意、标识符默认有的横有的竖、关键信息不注明。

很多电子类专业的人，都觉得自己会操作Altium Designer、pads等电路绘图软件就自认为精通PCB设计，这其实只是浮于表面，简单看作连线画图，以致容易随心所欲。PCB除了摆放器件和布线，最重要的是丝印，丝印清晰才能“方便用户一秒钟”。日常必须注意以下问题：

1．电源正负极有规律摆放，电压范围明确化，如DC9-24V，指示灯明确功能，如POW

2．多通道器件应该阵列命名，方便查看，例如分压电阻按前后级Ra1、Rb1、Ra2、Rb2

3．字体字号尽量不超过三种，切记高度不得小于60mil，否则印出来看不清

4．元件器的焊接方向或带极性的器件在封装上须有示意

布线必须注意间距和走向

为了尽量压缩PCB板尺寸，在庞杂的线路中，我们不断减小线之间间距，最严重的一次是测试交流采集220V短路出现爆炸。

无规矩不成方圆。在画PCB实操时，可能你就按系统默认的规则随意摆放、随便连线放过孔，甚至偷懒者直接自动布线，到最后运行DRC检查吓自己一跳。一些常见规则设多大？对于未经历打板测试的PCB小白，我想是心慌的。为了避免做出来是块废板子，这些工作少不了：查阅器件datasheet核对引脚功能；手拿游标卡尺核对封装的尺寸；连线节点逐一核对。千万不要依赖强大的画图软件来编译检查，即使再强大也会识别不出节点错位或丢失未连上，导致掉了线，这是血的教训。

经过了缜密的一道道关卡，最后才是深层次的考虑信号干扰，也是让众多硬件工程师头痛的问题。信号的干扰性，往往难以发现出来，通常在调试功能时才察觉出。通信乱码、采集到的信号抖动大、通道一致性差等问题出现，让我们在避免信号干扰上找到了一些可循的规律，“方便使用一秒钟”。

1．过小间距，无法加工。板子整体线宽通常不得小于10mil，过孔大小的内外径之差不小于5mil，焊盘孔一般是器件引脚直径两倍。

2．阻焊层与助焊层不得混用，否则线暴露在外。

3．晶振中间不能穿通讯线。

4．数模分离，模拟量一定要远离电源线，切忌强弱信号、数模信号平行布线。减少对地回路，不要太多成环对地布局。

典型电路的技巧

1. 485电路防浪涌保护，AB之间用P6KE12CA，A/B对GND采用P6KE6.8CA。

2. ADC采样后信号抖动大，进行主芯片VDDA、VREF就近滤波。

3. DO输出电流驱动能力与发烫共存问题，改变外部供电和限流电阻来平衡

4. 光耦电路的前后级采用上下拉稳定DI状态

对于PCB上有些看似不重要的预留功能，其实是我们经历过了痛苦折磨才选择留下。开始我们考虑复位没有多大的用处都是留的焊盘，后面以为没有用处都给去掉了。调试的时候，程序容易跑偏，没有复位键真的很痛苦。电源DC005的座子也是纠结了一阵子最后留下了。不仅仅是方便自己，更重要是方便广大客户，让客户有更多选择的余地。

此刻回忆，已是五年，研发之路道艰且长，一路坎坷，可能会陷上更深的坑，随着我们有多年的硬件调试功底的积累，会轻松逾越。但总结起来，设计PCB，核心技术还是“方便一秒钟”，通过每一秒的，不断精益求精的改进更新，才塑造了如今的精品产品。