七種PCB布局最佳實踐

盡管看起來電路板上的組件是隨意排列的，但它們的布局確實有秩序和意圖。它們的位置必須不僅可以提供電路的最佳性能，而且還可以使電路板盡可能容易地制造而不會出現(xiàn)任何錯誤。在電路板設(shè)計的四個部分的第二部分中，我們將介紹一些PCB布局最佳實踐，以幫助工程師創(chuàng)建出色的設(shè)計。

從原理圖捕獲到電路板布局

在本系列的第一部分中，我們討論了一些用于創(chuàng)建可用原理圖的最佳設(shè)計實踐。其中包括使用零件庫中的最新符號并在整個原理圖中建立良好的邏輯流程。我們還討論了使原理圖符號和文本可讀易懂的重要性，并包括所有相關(guān)的零件號，修訂，日期以及公司法律和聯(lián)系信息。

在原理圖完整且形狀良好的情況下，下一步是確保已準(zhǔn)備好將其耦合到PCB布局：

l每個符號必須與用于PCB布局的正確的封裝庫模型相關(guān)聯(lián)。例如，所有這些電容器符號都必須分配給正確的封裝，無論是0402、1206、1812還是通孔軸向引線組件。此外，這些PCB封裝必須全部可用于在布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中安裝。

l電路板輪廓和層堆疊數(shù)據(jù)也必須在PCB布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中設(shè)置。根據(jù)所使用的PCB布局工具，這可能包括特定的材料和層堆疊的寬度以及電路板的外形尺寸和規(guī)格。

l接下來，必須在PCB布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中設(shè)置布局設(shè)計規(guī)則。這些規(guī)則將控制放置期間組件之間的距離，以及指定走線寬度和間距規(guī)則以將連接布線在一起。根據(jù)所使用的布局工具，這些規(guī)則可能會變得非常詳細(xì)，并針對高速走線的長度和路由拓?fù)溥M(jìn)行設(shè)置。

l最后，必須將機(jī)械信息添加到PCB布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中。許多工具將從機(jī)械設(shè)計系統(tǒng)導(dǎo)入此數(shù)據(jù)，但對于那些沒有這樣做的工具，布局設(shè)計人員將不得不重新創(chuàng)建此信息。數(shù)據(jù)將包括必須與外部接口連接的特定組件的位置，例如連接器，開關(guān)以及其他機(jī)械功能部件，例如支架和加勁肋。

一旦完成這些任務(wù)，便可以在板上放置其組件了。

良好元件放置的PCB布局最佳實踐的七個步驟

為了獲得最佳結(jié)果，布局設(shè)計人員通常將原理圖用作在板上放置組件的指南。這將使零件之間具有最佳的網(wǎng)絡(luò)連通性，將根據(jù)以下模式進(jìn)行放置：

l固定位置的零件：首先放置的零件是那些具有由機(jī)械輸入指定的特定位置的零件。這些通常是連接器，開關(guān)，LED或其他與其他系統(tǒng)內(nèi)連接配合或需要人工操作的部件。

l處理器和內(nèi)存：接下來，應(yīng)放置處理器及其相關(guān)的內(nèi)存組件。這些零件需要靠近其連接器放置，以實現(xiàn)最佳布線，同時留出足夠的空間將其余的相關(guān)零件放置在它們周圍。它們還需要靠近將為其供電的功率組件，并且出于熱的原因，不應(yīng)將它們放在電路板的邊緣。

l電源：這些部件必須位于為電路板供電的連接器和為其供電的大電流組件（例如處理器和內(nèi)存芯片）之間。同時，不同的電源電路之間應(yīng)保持一定距離，以避免在板上產(chǎn)生熱斑。此外，這些組件需要與敏感的數(shù)字電路保持一定距離，以避免被電源開關(guān)噪聲污染。

l旁路和去耦電容器：處理器和內(nèi)存組件上通常具有大量電源和接地，所有這些都需要附近的旁路電容器來獲得干凈的電源。所有這些電容的放置在高引腳數(shù)的零件周圍都會變得非常復(fù)雜，因此需要格外小心，以確保不影響走線布線通道。

l高速邏輯流：放置了主處理器，內(nèi)存和電源組件后，接下來要放置的部分就是那些屬于高速邏輯流的組件。這些部分必須彼此靠近放置，以確保其信號路徑具有最佳信號完整性，這一點很重要。

l一般的間距要求：雖然板的不同組件應(yīng)保持彼此分開，以確保信號和電源的完整性，但它們也必須足夠靠近，以縮短布線路徑。但是，與此同時，需要注意其放置位置，以在零件之間留出足夠的布線通道。對于阻抗控制的走線，差分對布線和其他敏感信號，某些布線也將有特定的間距要求。所有這些都必須在放置元件的同時進(jìn)行規(guī)劃，同時還要遵守可制造性（DFM）間距要求的設(shè)計。

l非敏感部件：一旦放置了電路板的主要組件，就可以放置其余的部件。但是，即使對于非關(guān)鍵部件，也應(yīng)將它們放置在適當(dāng)?shù)奈恢茫允顾鼈兊男盘柭窂蕉蹋瑫r又為它們提供足夠的空間來滿足路由通道和DFM要求，這仍然是一個好主意。

是的，在布置電路板時必須遵循很多放置要求。設(shè)計人員通常將大部分時間都花在移動已放置的組件上，從上面的清單跳到第五步，只是發(fā)現(xiàn)您需要重新執(zhí)行第三步，這并不稀奇。因此，完全熟悉PCB設(shè)計工具中提供的所有組件放置實用程序至關(guān)重要。通過允許您一次移動多個零件，復(fù)制和粘貼獨特的放置圖案或自動對齊組件行，這些可以提供幫助。當(dāng)您將零件放置在PCB布局上時，您還可以獲得另一項有用的服務(wù)。