從校園、地鐵站點(diǎn)、公交站點(diǎn)到居民區(qū)，共享單車已經(jīng)成為人們出行的主要選擇之一。共享單車的出現(xiàn)，不僅有利于解決人們“最后一公里”的出行問題，而且可助力推廣綠色出行，成為城市公共交通的重要補(bǔ)充。

如今，共享單車拼的不僅是速度，更重要的是質(zhì)量。而PCB作為共享單車所有功能的載體就更重要。共享的產(chǎn)品因面向所有人，應(yīng)用的頻率高、環(huán)境差、條件惡劣，對(duì)質(zhì)量要求高，所以設(shè)計(jì)出高可靠性、高質(zhì)量的產(chǎn)品尤為重要。

PCB層疊設(shè)計(jì)

共享單車智能鎖的PCB層疊結(jié)構(gòu)要根據(jù)不同的成本、MCU的封裝形式和PCB大小來決定。

如果主芯片用MTK2503，不論P(yáng)CB是4層、6層還是8層，可能要用到HDI工藝。因?yàn)镸TK2503 芯片PAD的中心間距是0.4mm，如果使用通孔（0.2mm 孔環(huán)0.4mm），那么這么大的孔是不能打在MTK2503的PAD腳之間。因此，該條件決定必須使用HDI板。

根據(jù) PCB 的外形和元器件的多少來決定板子層數(shù)。在板子外框比較正常主芯片在正面的情況下的層疊一般是這樣分布：

L1 元件層—L2 信號(hào)層（此層只是 MCU 下面出線大部分空間還是地）—L3 主地層—L4 信號(hào)層—L5 地層—L6 元件層

孔的分布是 L1-L2 和 L5-L6 是激光孔，L2-L5 是內(nèi)層埋孔，L1-L6 是通孔。

隨著 4G 的普及，智能鎖也在快速迭代，4G 產(chǎn)品一般應(yīng)用 4G 模組，而這類智能鎖的 PCB 疊構(gòu)設(shè)計(jì)就主要取決于主 MCU，比如 GD32F450VGT6 芯片的封裝是 LQFP100。由于封裝比較大，所以大部分情況下都是設(shè)計(jì)為通孔板，即能滿足布線需求又可以節(jié)約成本。

主 MCU在 TOP 面時(shí)的疊層結(jié)構(gòu)為 L1 元件層—L2 主地層—L3信號(hào)層—L4 主地層—L5 信號(hào)層—L6 元件層。

使用6層板的話，可以先在嘉立創(chuàng)打樣。該公司不僅免費(fèi)提供盤中孔工藝，而且沉金厚度免費(fèi)升級(jí)為2u"。盤中孔不僅可以提高PCB設(shè)計(jì)工程師的效率，而且使過孔可以直接打在焊盤上，成品焊盤表面平整，布線空間更大，提高PCB的良率。

此外，嘉立創(chuàng)交期快，6層板加急，48小時(shí)即可出貨，非常快。

當(dāng)然，疊層結(jié)構(gòu)對(duì) PCB 的性能至關(guān)重要，所以在確定疊構(gòu)時(shí)一定要綜合考慮各方面的因素，確保后續(xù)的布線能順利進(jìn)行。

天線的PCB設(shè)計(jì)

天線的放置位置直接影響各個(gè)天線的功能，而智能鎖的天線一般有WIFI、BLE、GPS、2G、4G 天線。

其中，2G和4G是為了連網(wǎng)和軟件的升級(jí)。GPS 和 WIFI 是定位用，主要靠 GPS 定位，WIFI 定位只是在室內(nèi)或 GPS信號(hào)弱的地方搜索熱點(diǎn)。BLE 可以用來開關(guān)鎖，適配道釘。

每個(gè)天線的功能不同，因此設(shè)計(jì)要求也不同。

不管是用戶找車，還是共享單車運(yùn)維，都需要定位功能，因此GPS天線尤為重要。由于陶瓷天線靈敏度高、工作穩(wěn)定，所以一般使用陶瓷天線。而陶瓷天線要占用很大的 PCB 布局空間，因此要焊到 PCB 板上。

WIFI、BLE 和 GPS 一般采用頂針或彈片與天線相連。智能鎖的天線彈片布局和布線注意事項(xiàng)如下：

●布局時(shí)，要注意天線彈片或頂針旁邊的元件不要高于它，特別是一些金屬件，因?yàn)榻饘偌?duì)天線性能影響較大

●天線與天線之間要留出足夠的空間，因?yàn)樘炀€與天線也會(huì)相互干擾

●天線最好放在 PCB 的板邊位置，這些位置比較容易外接天線，結(jié)構(gòu)工程師和射頻工程師放置天線時(shí)有足夠空間，特別是 4G 的天線彈片，因?yàn)?4G 天線需要的面積比較大

●天線彈片的匹配電路盡量離彈片近

●與天線有關(guān)的布線要做 50 歐姆阻抗控制，天線彈片到對(duì)應(yīng)芯片的 PIN 腳處的布線要做包地處理，走線上下左右包地，還要保證射頻線與地線之間 2 倍間距，射頻信號(hào)線兩旁要均勻的打地孔，并且地孔不能露出參考邊，要保證參考地的平滑不能因?yàn)榈乜锥箙⒖济嫱蛊?/p>

●為保證表層的射頻線寬度，要根據(jù) PCB 的疊層結(jié)構(gòu)來選擇合適的參考層，比如 6 層 HDI ，一般 1 到 2 層比較薄做出來的阻抗線就比較細(xì)，線細(xì)了損耗就大，對(duì)射頻的調(diào)試不利，這時(shí)就要參考次下層做阻抗控制。

封裝設(shè)計(jì)

封裝是PCB設(shè)計(jì)最重要的部分，也是基礎(chǔ)。如果封裝建錯(cuò)將會(huì)造成整個(gè) PCB 不能用，不僅浪費(fèi)成本，還會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度。

由于 PCB 是所有后續(xù)工作的基礎(chǔ)，包括硬件調(diào)試、軟件調(diào)試、整機(jī)測(cè)試等都是在 PCB 的基礎(chǔ)上進(jìn)行，所以 PCB 的設(shè)計(jì)是重中之重，而封裝設(shè)計(jì)是 PCB 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，只有封裝設(shè)計(jì)正確才能與電子元件進(jìn)行很好的匹配。

封裝設(shè)計(jì)時(shí)，除了按照電子元件的規(guī)格書上的尺寸圖、PIN 腳順序以及圖紙的視角是正視圖還是底面視圖等常規(guī)參考資料設(shè)計(jì)外，還要根據(jù)PCB 制造商實(shí)際的制程能力和制板公差、元件實(shí)物等來設(shè)計(jì)封裝。

封裝設(shè)計(jì)時(shí)，要注意PCB制造商的制程能力，即可制造的最小 PAD 和最小的 PAD與 PAD 之間的間距。

封裝設(shè)計(jì)時(shí)要加上PCB的制板公差。封裝制作時(shí)，一定要考慮到 PCB 的制板公差，如不考慮就很容易出現(xiàn)元器件和 PCB 配合不好的問題。

插件的封裝還要結(jié)合實(shí)物設(shè)計(jì)。很多插件的封裝，只看封裝尺寸圖很難判斷實(shí)物的 PIN腳是圓的還是方形的。

此外，還需要注意連接器和電源模塊的設(shè)計(jì)、G-sensor和SPK的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。可以說，智能鎖的PCB設(shè)計(jì)每一步都至關(guān)重要，一個(gè)小細(xì)節(jié)就會(huì)影響整個(gè)PCB的性能。