PCB很重要？

Ber_thaw99

多年来，PCB似乎在电子工程领域被“降级”，成了只在幕后默默付出的无名英雄，经理们认为PCB布线是微不足道的制造问题，并非设计工程师需要关心的；但随着数字电路变得越来越快，以及RF电路也被放进PCB，电路板在很多设计中变成了限制因素，计算机辅助设计(CAD)工具虽然能帮助工程师设计电路板，但CAD的自动绕线功能通常会带来更多问题…2 k5 k- J; b4 Z1 z* i7 z& j. v3 l
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1 \5 {- ]4 N# k# {# t. O, a就像所有的新技术一样，工程师当初花了好一段时间才接受并推广印刷电路板(PCB)。在1960年代，美国老牌电子业者Zeneth总爱标榜他们使用点对点接线(point-to-point wiring)，如图1；而现在，几乎所有电子产品都是以PCB打造。

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- k+ _( }) p7 S" l但多年来，PCB似乎在电子工程领域被“降级”，成了只在幕后默默付出的无名英雄，经理们认为PCB布线是微不足道的制造问题，并非设计工程师需要关心的；但随着数字电路变得越来越快，以及RF电路也被放进PCB，电路板在很多设计中变成了限制因素，计算机辅助设计(CAD)工具虽然能帮助工程师设计电路板，但CAD的自动绕线功能通常会带来更多问题。2 g8 J: }. o6 [4 R9 L

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图2 F-16战斗机的雷达干扰装置PCB，在所有的零组件下方有一个铝制散热器；千万别让机械工程师为了散热器设计而自作主张布局PCB，以免牺牲电子功能。1 D0 e( Z) T" ]; O# O

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一个关于电源供应器的故事. Q; x% B4 `8 [" a
我在1998年为HP担任顾问时，曾在设计中用了一颗凌力尔特(Linear)的SEPIC转换器芯片LT1513IR；我看了产品规格表，还跟与我接洽的Linear应用工程师Jon Dutra说，他们公司规格表里面的布线图有错。好啦…别笑了，我那时候还年轻、有点蠢。" j4 x- N# [6 R2 N/ Q
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现在已经转到微软(Microsoft)工作的Dutra很有耐心地看了规格表里的应用实例部分，并解释为何他们建议用那样的方式来布署转换器。我有几个好朋友是从Linear退休的，他们都对我保证，很多客户都是该公司组件的忠实爱用者，因为他们的应用工程支持能帮客户把错的设计变成对的；而我用Linear建议的方式布署那颗SEPIC，第一次绕线就成功(如图3)。" ^5 J8 v. a% E! F: G( X- O: X

图4 这片掌上电脑的12层电路板原型看起来很厉害，但是因为自动布线器搞砸了PCI总线的时序，根本无法运作。
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* @$ |+ n+ D  R8 A6 R# ^  [一个关于消费性DVD播放器的故事
我在某家半导体公司任职时，做的是驱动PC用DVD刻录机内雷射头的芯片；我看了一眼某客户设计的软性电路板原型，就知道他们缺乏高速或散热设计方面的经验，毕竟他们之前做的CD刻录机数据速率比较低，而且用的芯片不会产生太多热度。而我们花了大半年的时间教客户该怎么设计他们的PCB(图5)。5 q5 O* q& e5 v9 n/ d5 q$ B
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$ ~: V+ d( J+ |6 s, F8 C5 l& v图5 DVD刻录机的雷射驱动器软性电路，需要具备PC主板或是其他高速、对温度敏感之设计的专业经验。* t7 D; c6 z! b) g  ~5 a
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你可以寻求帮助！) b4 e, e- t' O
不要轻忽你的PCB设计，要非常注意组件规格表的建议；半导体厂商的应用工程师能给你很多帮助。但要注意的是，半导体厂商的应用工程师是IC专家，不是系统工程师，因此他们今天可能会告诉你，把模拟与数字接地面分开，再以模拟数字转换器(ADC)芯片来链接；但他们不会告诉你如果板子上有5颗ADC该怎么办。
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要进一步了解PCB设计诀窍，有很多训练课程、技术研讨会可以参加，专业的资深工程师会教你如何妥善利用零组件布置与绕线规则，让你的设计避免产生噪声或是对噪声敏感；你也可以透过学习确保你的设计有良好的信号与电源完整性。" p; E, q8 T- w
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如果你不希望你的产品设计是七零八落或是问题重重，绝对需要去学习所有关于PCB设计与制造的知识，那是你的产品设计基础，就像是房子的地基一样，没有人希望它摇摇晃晃！