深亞學(xué)堂 | PCB 設(shè)計(jì)布局竟然有這么多原則!
- 發(fā)布時(shí)間:2023-05-25 13:43:14
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pcb 布局的好壞直接關(guān)系到板子的成敗,根據(jù)基本原則并掌握快速布局的方法,有利于整個(gè) 產(chǎn)品的質(zhì)量把控。
一、元器件布局的一般原則
設(shè)計(jì)人員在電路板布局過程中需要遵循的一般原則如下。
(1)為了降低成本,元器件盡量單面放置。只有在頂層元器件過密時(shí),才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的元器件放在底層(如:貼片電容、貼片電阻)。
(2)在保證電氣性能的前提下,元器件應(yīng)放置在柵格上且相互平行或垂直排列(盡量多借助 EDA 軟件上的對齊功能),以求整齊、美觀。不允許元器件重疊,元器件排列要緊湊,輸入元器件和輸出元器件盡量分開遠(yuǎn)離。
(3)合理安排接口元器件的位置和方向。一般來說,作為電路板和外界(電源、信號線)連接的連接器元器件,通常布置在電路板的邊緣,如串口。如果放置在電路板的中央,顯然不利于接線,也有可能因?yàn)槠渌骷淖璧K而無法連接。另外在放置接口時(shí)要注意接口的方向,使得接口操作順暢,連接線也可以順利地引出,遠(yuǎn)離電路板。接口類元器件和其他元器件距離稍微遠(yuǎn)一些,以方便焊接和更換,接口放置完畢后,應(yīng)當(dāng)利用接口元器件的絲印清晰地標(biāo)明接口的種類;對于電源類接口,應(yīng)當(dāng)標(biāo)明電壓等級,防止因接線錯(cuò)誤導(dǎo)致電路板燒毀。
(4)高壓元器件和低壓元器件之間最好要有較寬的距離。一般的原則為每 100V 距離 1 毫米,也就是說不要將電壓等級相差很大的元器件擺放在一起,這樣既有利于電氣絕緣,對信號的隔離和抗干擾也有很大好處。帶高壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方,并盡可能用絲印標(biāo)明。
(5)對于易產(chǎn)生電噪聲的元器件,例如:時(shí)鐘電路和晶振等高頻率器件,在放置的時(shí)候應(yīng)當(dāng)盡量把它們放置在靠近 CPU 的時(shí)鐘輸入端。大電流網(wǎng)絡(luò)和開關(guān)信號(數(shù)字信號)網(wǎng)絡(luò)也容易產(chǎn)生噪聲,在布局的時(shí)候這些元器件或模塊也應(yīng)該遠(yuǎn)離邏輯控制電路和存儲電路等高速信號電路,如果可能的話,盡量將控制部分與功率板部分單獨(dú)制板,利用接口來連接,以提高電路板整體的抗干擾能力和工作可靠性。
(6)去耦電容和濾波電容盡量放置在電源的出口以及芯片的入口處。去耦電容和濾波電容的布置是改善電路板電源質(zhì)量,提高抗干擾能力的一項(xiàng)重要措施。如果電路板上使用的是貼片電容,應(yīng)該將貼片電容緊靠元器件的電源引腳。對于每一個(gè)集成電路,最好是布置一個(gè)10μF 或者更大的電容,以進(jìn)一步改善電源質(zhì)量。
(7)發(fā)熱量大的元器件,應(yīng)優(yōu)先安排在利于散熱位置,要遠(yuǎn)離熱敏元器件(比如:溫度傳感器)。半導(dǎo)體器件溫度每變化 10 度,電流會增大一倍,電解電容溫度過高會提前漏液損壞,發(fā)熱量較大的元器件可以加大焊盤銅箔,如果還不滿足要求,可以在銅箔上開窗,加錫處理,如果任然滿足不了要求,必須安裝散熱片,以降低溫度,減小對鄰近元器件的影響。雙面放置元器件時(shí),底層一般不放置發(fā)熱元器件。
(8)元器件的編號應(yīng)該緊靠元器件的邊框布置,大小統(tǒng)一,方向整齊,不與元器件過孔和焊盤重疊。元器件或接插件的第 1 引腳表示方向;正負(fù)極的標(biāo)志應(yīng)該在 PCB 上明顯標(biāo)出。
二、元器件布局的便捷操作
①在進(jìn)行 PCB布局 以前,先隱藏掉 PCB 文件中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(飛線),縮小或隱藏元件標(biāo)號,以免影響布局的視覺。
②借助原理圖的模塊化特性和軟件上原理圖和 PCB 的交互工具,便能實(shí)現(xiàn)對 PCB 文件的模塊化布局(熟悉操作后可以自定義快捷鍵提高設(shè)計(jì)效率)
③對于使用到的目標(biāo)電源芯片需要查找相關(guān)的 DataSheet,查看是否有關(guān)于布局及布線的推薦說明小助手提示:布局的方式分兩種,一種是交互式布局,另一種是自動布局,一般是在自動布局的基礎(chǔ)上用交互式布局進(jìn)行調(diào)整。
深亞電子提示:布局的方式分兩種,一種是交互式布局,另一種是自動布局,一般是在自動布局的基礎(chǔ)上用交互式布局進(jìn)行調(diào)整。
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