从零开始的PCB设计注意事项

喜欢技术，但是不确定您的第一个PCB项目从哪里开始？本文适合您。在本文中，我们将逐步进行从头开始PCB项目的早期设计注意事项。

您要建立什么？

如果您是专业的电气工程师，那么您很可能已经熟悉了通常在任何产品开发项目开始时进行的需求收集。但是对于那些没有经验的人，这里是您可以问自己的一个快速问题列表：

l 你在做什么？项目要求将根据您所构建的内容以及是否要解决的特定问题而有所不同。自主机器人的规格与制造可穿戴健身手表的要求不同。

l 您需要什么传感器？从热敏电阻，麦克风，按钮，遥控器和照相机，您的PCB与环境互动的方式有很多，这只是寻找合适的传感器来解决的。

l 你的预算是多少？了解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电路板上可以具有的层数。

l 谁来使用它？您需要满足某些标准吗？如果您的企业正在为NASA制作板，则需要空间有限的零件。如果这是海上应用，则需要具有抗盐雾性。根据行业的不同，还可能需要遵守“军用规格”，ISO文档和其他标准。通常，您可能希望根据业务的目标市场选择零件。诸如首选连接器（例如航空航天用安费诺）之类的东西或价格适中的东西。

l 您打算生产多少种产品？这是一个个人项目，一个有限的小批量发布，还是最终将要大量生产的东西？您的布局，互连的选择，材料的选择以及层数均受最终设计的可制造性影响。

您的答案越详细，开发过程的其余部分就越容易。其他常见注意事项包括熟悉某些PCB设计软件以及与您可以利用的零件供应商之间的现有关系。

创建原理图

一旦您对项目的打算有了更清晰的了解，就可以在纸上或使用您喜欢的PCB设计软件将其草绘出来了。在此阶段您正在寻找的是简单的电路图（又称接线图），它是组件和电气连接的基本布局。

例如，如果您想建立自己的耳机放大器电路，则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）之类的部件。然后，您将应用基尔霍夫（Kirchoff）的电压定律等电气工程101概念，以使电路正常工作，并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，在设计电路板时也可以先用笔和纸草绘草图，或者在试验板上使用跳线和跨接电缆。

易于制造

可制造性很容易推迟到设计过程的后期。实际上，在开始为电路板选择组件和材料之前，这应该成为您的需求收集过程的一部分。

成本优化，例如使用铜代替高电导率的银，或者选择引脚代替高速互连，应该预先确定。

拼板化涉及将多个板作为阵列构建，可以简化产品测试，并使您的板更易于批量生产。在投入大量时间进行电路板布局之前，最好考虑一下本地制造厂的标准化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

一旦知道了要进行的电气工作，就该考虑如何在3维空间中布置该电路了。您希望PCB大小是多少？您想在冬季休息的复古手持游戏机上将音频插孔放置在哪里？

这是在设计电路板布局时需要考虑的一些常见功能：

l 布线功能，例如连接器，过孔和走线。

l 板上组件的物理布局。请特别注意EMI / EMC和散热注意事项。

l 根据您要构建的内容，您将需要通过考虑不同的形状因素来优化布局：多层？软硬结合？有机电子？

在布置电路板时，必须注意两件事：

l EMI / EMC噪声会干扰电路性能，并给附近的电子设备带来问题。多层板可以帮助您分配电流，并防止意外天线和噪声箱的形成。您还可以在产生大量噪声的IC周围采用屏蔽。  

l 热量产生是在笔记本电脑的GPU等高信号电路中出现的问题。如果您的PCB将放置在较小的外壳中，并且其组件易于发热，则您可能还需要考虑增加散热功能，例如冷却线，风扇和散热器。通常使用外壳或底盘作为散热介质。

结论

PCB设计中的所有内容都是相互联系的，这就是为什么PCB设计软件对于现代电路板设计必不可少的原因。随着市场需求越来越小，越来越快的电路，软件已成为PCB设计人员工具包不可或缺的一部分。