PCB科技 - 電路板與電子產品設計

在電子設計中，電路板是我們設計內容的物理載體，我們所有設計意圖的最終實現都是通過PCB來表達的。 這樣一來，PCB設計在任何項目中都是不可或缺的一環。 然而，在之前的設計中，由於設備管理的頻率低、密度低、間距大，pcb基板設計的工作是以連接為目的，沒有任何其他功能和效能挑戰。 囙此，長期以來，PCB設計在整個項目中的地位很低。 PCB的物理連接通常由硬體邏輯連接設計者完成。 這仍然是一些小產品的開發模式。

隨著電子和通信技術的快速發展，今天的PCB設計面臨著完全不同的全新挑戰。 主要表現在以下幾個方面：1.訊號邊緣速率越來越快，片上和片外時鐘速率越來越高。 當前的時鐘頻率不再是過去的幾兆位元組，數百兆位元組和千兆位元組的時鐘在單板上越來越常見。 由於晶片科技的快速發展，訊號的邊緣速率越來越快。 現時，訊號的上升沿約為1ns。 這將導致系統和板級SI和EMC問題變得更加突出；

2.電路的集成規模越來越大，I/O數量不斷增加，這使得單板的互連密度不斷增加； 隨著功能越來越强大，電路的集成度也越來越高。 晶片加工技術水准越來越高。 過去的DIP封裝在現在的單板上幾乎消失了，小間距BGA和QFP已經成為晶片的主流封裝。 這使得PCB設計的密度相應新增。3產品開發和市場推出的時間在不斷减少，囙此我們必須面臨一次性設計成功的嚴峻挑戰； 時間就是成本，時間就是金錢。 在電子產品更新非常快的領域，如果產品提前一天推出，盈利的機會視窗會大得多。4因為PCB是產品實現的物理載體。 在高速電路中，PCB的質量關係到產品的功能和效能。 相同的設備和連接，不同的PCB載體，其結果不同。

囙此，設計過程正在慢慢改變。 過去，邏輯功能設計在硬體開發設計中往往占到80%以上，但這一比例一直在下降。 在現時的硬體設計中，邏輯功能設計只占50%，PCB設計部分也占50%的時間。 專家預測，在未來的設計中，硬體的邏輯功能開銷將越來越小，而開發設計規則等高速PCB設計的開銷將達到80%甚至更高。

所有這些只是說明，PCB設計將是當前和未來設計的重點和難點。 一般來說，我們的PCB設計主要集中在以下幾點：功能的實現

.性能穩定3.易於加工4.單板美觀

1. 功能的實現是我們PCB的第一步。 在過去的設計中，由於訊號邊緣速率和時鐘頻率相對較低，只要邏輯連接正確，物理連接就不會影響使用效能。 但當前設計中未使用此視圖。 有一個例子可以說明這一點：美國一家知名影像檢測系統製造商的電路板設計師最近遇到了一件奇特的事情：一款7年前成功設計、製造並投放市場的產品能够非常穩定可靠地工作。 然而，最近下線的產品出現了問題，產品無法正常運行。 囙此，邏輯的真正連接並不能使功能真正實現。 物理連接的質量也是實現該功能的主要條件。 效能的保證取決於PCB的設計。 每個人都知道這個觀點。 相同的邏輯連接、相同的設備和不同的PCB具有不同的性能測試結果。 良好的設計不僅具有高穩定性，而且可以通過各種苛刻的測試。 然而，用非理想的設計是不可能達到這樣的效果的。 在一些低端產品中，許多製造商使用的晶片組是相同的，邏輯連接也相似。 唯一的區別是它們各自的PCB設計水准的水准。 產品的差异主要體現在PCB的設計上。 加工的容易程度也是PCB設計質量的一個重要名額。 良好的PCB設計便於加工、維護、測試和製造。PCB的質量不僅關係到PCB加工製造商和SMT製造商的生產效率，還與我們測試和調試的便利性密切相關。 美觀也是PCB設計的一個元素。 整體的美觀和大氣讓人看了很舒服，PCB也是一門工藝。 一塊好的PCB會讓人駐足錯過。PCB設計是一門綜合性學科，是質量、成本、時間等多方面協調的產物。 PCB設計沒有最好的，只有更好的。 總之，高速PCB設計是當今系統設計領域面臨的嚴峻挑戰。 無論是設計方法、設計工具，還是設計團隊的組成、工程師的設計思想，都需要積極認真地加以解决。