PCB设计：创建的物理多板组装策略

随着电子市场的竞争越来越激烈，PCB设计也在不断发展，以减少电路开发的费用和时间。对于PCB设计人员来说，这导致了对传统电路板设计方法的改变。过去，设计人员曾经拥有过长的设计周期和多个原型才能开发出一块单板，现在的重点是利用更少的时间和更少的资源来开发完整的系统设计。

为了跟上这一新范例，PCB设计人员发现除了常规的单板设计之外，他们还需要成为物理多板组装系统设计方面的专家。这将要求设计师具备新的技能，并需要增强的PCB设计软件系统来为他们提供工作所需的工具。幸运的是，满足这些要求的工具已经在这里，可以使用了。您可以通过以下方式利用这些工具在整个系统设计中发挥自己的优势。

物理多板组装及其对PCB设计的影响

过去，PCB设计涉及的设计迭代和物理原型要比今天的设计时间表多得多。设计工具在工作方式上更加孤立，需要独立设计团队中的大量人员进行操作。设计团队之间的交流并不总是最好的，而是依靠精心设计的跟踪系统和在会议上花费的时间。机械团队可以对系统外壳进行更改，但是细节可能无法及时到达PCB布局团队以进行更改。这将导致重新设计的额外时间，另一轮原型以及更多的费用。然后的问题是，由于需要尽快将产品推向市场，这些问题如何解决？

答案是创建高效的PCB设计工具，该工具能够设计整个系统中的多个电路板，而不仅仅是单个电路板实体。这不仅有助于设计更好的电路板和系统，还有助于改善设计团队之间的沟通。为了实现此目的，增强了设计工具，使其能够与其他系统（例如机械设计工具）无缝协作。由于能够导入系统的机械设计约束以及其他系统板设计，PCB设计人员现在拥有了完整的物理多板组装设计所需的高级工具。

完整的系统设计全在您的控制之下

从上至下，当今的PCB设计系统能够在原理图的顶层对整个系统进行建模，并使用代表不同系统板设计的模块进行建模。当您进入每个模块时，您将能够为该特定设计处理原理图，并像往常一样捕获和模拟原理图电路。

 

但是，除了板级仿真之外，顶层系统设计的另一个优点是您还可以对整个系统进行电路仿真。这使PCB设计人员可以更深入地了解其设计，从而使他们知道系统的各个部分如何与其余部分进行交互。此外，这种顶级设计方法还可以将设计任务和职责分配给团队成员。这有助于改善部门沟通并建立更精确的设计工作流程。

 

当您进入PCB布局时，将像往常一样使用每个单独的电路板，但是借助设计工具的增强功能，您还将可以使用其他功能。您将能够在完整的3D环境中使用您的设计，从而为检查放置是否违反间隙提供了新的视角。此外，您将能够从机械设计团队以及其他系统板设计中导入系统机箱数据。这将使您能够对整个系统进行完整的形式，装配和功能验证。

 

使用专为整个系统设计而构建的PCB设计系统，您便可以开始关注以前更难的一些细节。例如，从单个板的设计角度来看，系统内板连接是很难使用的。现在，设计人员拥有了能够同时处理多个电路板的工具，可以更好地解决其中的一些问题。

 

物理多板组装的PCB设计注意事项

借助当今先进的PCB设计系统提供的功能，设计人员能够将精力更多地集中在以前在处理单个PCB布局时更加困难的多板设计领域。

首先，选择连接器并了解您可以使用的连接器对于您的多板组合件而言将是无价的。之后，学习如何与机械团队和制造商进行适当的讨论以获取组装说明，将非常适合您，并且会了解电路板设计的材料注意事项。最后，让您重新熟悉多板设计技术也不会有任何伤害。

在多板设计中使用连接器

在选择将用于多板设计的连接器之前，应考虑几个注意事项。这些包括连接器以前所在的电路的功能，连接器的用途，需要多少个引脚以及信号性能要求。您还需要注意布局多板设计，以便通过连接器的板之间存在一致的接地回路。某些连接需要连接器上有多个接地引脚，而其他连接（例如差分信号）将允许您减少该数量。

对于多板应用，选择用于PCB的大功率连接器

完整系统设计中的多个高速PCB将传导更多的功率，并具有更严格的信号完整性要求。为确保您具有最可靠的板内连接，应选择大功率连接器。您还需要确保已将电路板设计为能够满足这些连接器将要承载的其他电源和信号要求。如果您的电路板设计与连接器可以处理的电流不匹配，则可能会遇到一些潜在的严重问题。

 

设计多板系统组装配置

多板系统的一个优势是能够将电路功能分离到不同的板上。这将使您能够拥有一个数字板和一个模拟板，而不必处理混合信号设计的复杂性。将这些设计链接在一起将需要格外小心，所有系统板都必须接地到机箱，这一点很重要。在数字板和模拟板之间连接信号时，还需要格外小心。这与在混合信号板上的分离平面上布线走线非常相似，如果您不小心将屏蔽电缆用于板内连接，则可能会在系统中引入串扰。

在多板系统中为高频应用选择PCB材料

为您的多板应用选择正确的材料至关重要。设计人员习惯使用的标准材料（例如FR-4）在多板系统的额外功率，电压和热量下可能没有足够的绝缘性能。PCB制造商可以将多种材料与其他材料结合使用，从而为您的特定需求提供最佳结果。然而，除了性能以外，还有更多要考虑的因素，而成本和制造简便性很重要。您需要确保咨询您的制造商以获取适用于多板系统的最佳材料选择。

多板机箱和系统设计技术

多板组件从原理图开始。您需要使用代表单个PCB设计项目的方框符号来设置您的设计。顶层原理图中表示的每个单独的板都可以由一个或多个团队成员进行工作。这将为原理图捕获和PCB布局提供最大的优势。除了每个单独设计的电路仿真之外，您还可以对整个系统进行仿真。

使完整系统设计成为可能的PCB设计工具

当今的PCB设计系统使物理多板组装和完整系统设计成为可能。现在，有了从原理图的顶层开始，一直到整个设计到各个PCB布局的能力，当今的设计师在工作中拥有前所未有的优势。