标签: 布局

PCB设计 90%在器件布局，10%在布线 ，如果PCB设计得好，可以起到事半功倍的效果，也可以提高PCB的电气特性。 比如若想要提高工作效率，则需要注意走线的空间，防止因空间不足而重新走线;或者不想在焊板时发现无法焊接，则需要注意元器件之间的摆放位置和考虑板边距离等因素;以及如果想要一块看上去好看又好调试的PCB板，就更加需要注重PCB的整体布局问题。这些都要 提前做好规划，才能使PCB板达到对称、整洁、美观 的效果。 当然，同一个电路图，100个电子工程师会有1000种布线方案，因为设计电路板也是艺术创作的一个过程，不同的人眼中也有不同的美学标准，所以我们 不定义固定的PCB布局走线标准 ，但是给大家 提供一个基本的思路 ，设计者们可以根据这些，设计出自己心中最美的PCB板。 PCB布局的技巧 1、弄清电路板物理限制 摆放元器件之前，先确定电路板的安装孔、边缘接插件的位置以及电路板的机械尺寸限制。 2、弄清电路板制作工艺 电路的组装工艺和测试流程、是否需要对PCB V型切槽预留空间、元器件焊接工艺等。 3、给集成芯片留下喘气空间 摆放元器件时，尽可能在它们之间留下至少350mil的距离，对于引脚多的芯片，留的空间需要更大。 4、相同器件方向一致 对于相同的器件，尽可能保持一致队形。便于后期电路板的组装、检查和测试，且保证焊点一致高。 5、减少引线交叉 通过调整器件位置和方向，减少引线交叉。可以为后面布线节省大量的精力。 6、先摆放电路边缘器件 对于因受机械限制而无法任意移动的器件，要先进行摆放，比如电路板上的外部接插件、开关、USB端口等。 7、避免器件之间冲突 绝对避免为了在小的电路板中布线而将器件的焊盘重叠共用，或使得器件边缘重叠，最好在所有器件之间保持40mil的距离。 8、将器件尽量放在同一面 电路板上的器件是通过自动器件摆放机器完成，器件只在一面，生产PCB过程只需要一遍即可，否则就需要两次器件摆放，浪费生产时间也浪费成本。 9、保持芯片管脚和器件极性一致 电路板上元器件的极性和方向凌乱的话，对于成功焊接电路板有阻碍。 10、器件位置与原理图上相似 设计原理图时，就已经优化了器件之间的位置关系(连线最短、交叉最少)，所以按照原理图上器件位置来摆放PCB器件会更合理。 PCB布线的规则 1、走线的方向控制规则 即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰;当由于板结构限制(如某些背板)难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。 2、走线的开环检查规则 一般不允许出现一端浮空的布线(Dangling Line)， 主要是为了避免产生"天线效应"，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。 3、阻抗匹配检查规则 同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。 4、走线长度控制规则 即短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。 5、倒角规则 PCB设计中应避免产生锐角和直角， 产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。 6、器件去耦规则 在印制版上增加必要的去耦电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定。 7、地线回路规则 环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。 8、电源与地线层的完整性规则 对于导通孔密集的区域，要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接，形成对平面层的分割，从而破坏平面层的完整性，并进而导致信号线在地层的回路面积增大。 9、屏蔽保护 对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号。 10、走线闭环检查规则 防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题， 自环将引起辐射干扰。 11、孤立铜区控制规则 孤立铜区的出现， 将带来一些不可预知的问题， 因此将孤立铜区与别的信号相接， 有助于改善信号质量，通常是将孤立铜区接地或删除。 搜索 “华秋PCB” 了解更多 PCB 电路相关知识。

SMT贴片加工逐步往高密度、细间距的设计发展，元器件的最小间距设计，需考虑SMT厂家的经验和工艺完善程度。元器件最小间距的设计，除了保证SMT焊盘间安全距离外，还应考虑元器件的可维护性。 器件布局时保证安全间距 1、安全距离跟钢网扩口有关，钢网开孔过大、钢网厚度过大、钢网张力不够钢网变形，都会存在焊接偏位，导致元器件连锡短路。 2、在工作中比如手焊、选择焊、工装、返修、检查、测试、组装等的操作空间，对距离也有要求。 3、片式器件之间的间隔大小与焊盘设计有关，如果焊盘不伸出元器件封装体，则焊膏会沿元器件端焊接面向上爬，元器件越薄越容易桥连短路。 4、元器件之间的间距安全值并不是绝对值，因制造设备不一样，组装的制成能力有差别，安全值可定义为严重性、可能性、安全性。 器件布局不合理的缺陷 元器件在PCB上的正确安装布局，是降低焊接缺陷的极重要一环，元器件布局时，应尽量远离挠度很大的区域和高应力区，分布应尽可能均匀，特别是对热容量较大的元器件，应尽量避免采用过大尺寸的PCB，以防止翘曲，布局设计不良将直接影响PCBA的可组装性和可靠性。 1、连接器距离太近 连接器一般都是比较高的元器件，在布局时间距靠的太近，组装后挨在一起间距太小，不具备可返修性。 2、不同器件的距离 在SMT时，因器件间距小易发生桥接现象，不同器件桥连多发生于0.5mm及以下的间距，因其间距较小，故钢网模板设计不当或印刷稍有疏漏就极易产生桥连，且元器件间距太小，存在短路风险。 3、两个大器件组装 厚度较大的两个元器件紧密排在一起，会造成贴片机在贴装第二个元器件时，碰到前面已贴的元器件，检测到危险后造成机器自动断电。 4、大器件下的小器件 大型元器件下面放置小型元器件，会造成无法返修的后果，例如数码管底下有电阻，会给返修造成困难，返修时必须先拆数码管才能维修，还有可能造成数码管损坏。 器件距离过近导致短路案例 问题描述 某产品在SMT贴片生产时，发现电容C117与C118物料距离小于0.25mm，SMT贴片生产有连锡短路的现象。 问题影响 造成产品短路，影响产品功能;如果要改善需要进行改板，将电容的间距加大，同时影响产品开发周期。 问题延伸 间距太近会造成明显的连锡短路，如果间距不是特别近，连锡短路不明显，就会存在安全隐患，产品在用户使用时出现短路问题，造成的损失是不可想象的。 检测器件间距的重要性 以上分享了很多关于器件布局不当，而引发的生产问题，下面分享一个可以一键解决这些问题的工具：华秋DFM软件，可以提前检测元器件布局的安全间距，避免存在可组装性问题。 华秋DFM的组装分析功能中含有元器件间距的检测项，对于不同的器件有不同的检测规则，基本能够满足大部分SMT组装生产的间距需求。 在设计完成后，使用华秋DFM软件分析，可为避免设计的产品，在组装时出现可焊性异常等问题提，从而提高生产周期效率，并节约开发成本。 有需要可以访问华秋DFM官网下载体验。

一 、 什么是 THD ？ THD指总谐波失真。谐波失真是指输出信号比输入信号多出的谐波成分。谐波失真是系统不完全线性造成的。所有附加谐波电平之和称为总谐波失真。总谐波失真与频率有关。一般说来，1000Hz频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。 二 、 THD布局通用要求 1. 除结构有特别要求之外，都必须放置在正面。 2. 相邻器件本体之间的距离 ≥20mil。 三 、 通用波峰焊布局要求 1. 优选引脚间距 (pitch)≥2.0mm，焊盘边缘间距≥40mil的器件。 2. 在器件本体不相互干涉的前提下，相邻器件焊盘边缘间距满足 ≥40mil。 3. THD每排引脚数较多时，以焊盘排列方向平行于进板方向布置器件。 4. 当布局上有特殊要求时，焊盘排列方向与进板方向垂直时，应在焊盘设计上采取适当措施提高工艺窗口，如椭圆焊盘的应用。 当相邻焊盘边缘间距为 0.6mm-1.0mm(24-40mil)时，推荐采用椭圆形焊盘或加偷锡焊盘。 四、 选择性波峰焊的布局要求 1. 需要单个处理的焊点的中心周边 5.0mm 区域内不应布置其他焊点或SMT器件。 2. 需要焊接的单排多引脚穿孔器件引脚中心距不小于 1.27mm，距离焊点中心3.0mm区域内不能布置其他焊点或SMT器件。 3. 满足焊盘边缘距离 ≥0.6mm，对1.27mm间距器件，焊盘需要盖绿油或作无焊盘设计。 4. 如果需要焊接的单排多引脚穿孔器件只有一侧布置有 SMT器件和焊盘时，则不同的器件排布方向其加工能力不同，当器件平行于待焊点布置时，最小可加工焊盘边缘间距为2.0mm，如果器件垂直待焊点布置时，最小可加工焊盘边缘间距为1.0mm。 5. 需要焊接的多排穿孔器件引脚中心距 ≥1.27mm的，距离焊点中心3.0mm区域内不能布置其他焊点或SMT器件。 搜索 “华秋 PCB” 了解更多 PCB 电路相关资料资讯。

电子元器件在PCB板上的 合理布局 ，是 减少焊接缺点 的极重要一环！元器件要尽可能避开挠度值非常大的区域和高内应力区，布局应尽量匀称。 为了最大程度的 利用电路板空间 ，相信很多做设计的小伙伴，会尽可能把元器件 靠板的边缘放置 ，但其实这样的作法，会给生产和PCBA组装带来很大的难度， 甚至导致 无法焊接组装 哦！ 今天就跟大家详细聊聊板边器件布局的相关问题吧~ 板边器件布局危害 01 成型板边铣板 元器件放置太靠近板边，在成型铣板时会铣掉元器件的焊盘，一般焊盘距边缘的距离需 大于0.2mm以上 ，否则板边器件的焊盘被铣掉了后面组装无法焊接元器件。 02 成型板边V-CUT 如果板边是拼版V-CUT的，元器件离板边还需更远一些，因为V-CUT刀从板中间过刀一般元器件离V-CUT的板边要 在0.4mm以上 ，否则V-CUT刀会伤到焊盘，导致元器件无法焊接。 03 元器件干涉设备 设计时元器件布局太靠近板边缘，在组装元器件时可能会 干扰自动组装设备 的运行，例如波峰焊或回流焊机器设备。 04 设备撞坏元器件 元器件越靠近板边，元器件对组装设备的潜在干扰就越大，比如大型电解电容器之类的元器件，因 电解电容元器件比较高 ，这类元器件应比其他元器件更远离电路板边缘放置。 05 分板损坏元器件 在产品组装完成以后，拼版的产品需进行脱板分离，在分离时，过于靠近边缘的元器件可能会损坏，这种损坏可能是 间歇性 的，很难发现和调试。

准备是成功的基石，在PCB设计中也是如此。改进和增长将伴随经验，首先做好准备能够充分利用经验获得成功。为了帮助你做好准备，下面分享一些基本的PCB布局设计步骤。 从良好的原材料入手是您PCB布局设计的第一步 无论打算执行什么任务，要想成功，就需要从优质的材料入手。就像高级木匠不会用玩具锤在墙上钉塑料钉子一样，你也不应该尝试在没有优质材料的情况下设计电路板。然后要做的第一件事是确保你的CAD库零件和原理图已准备就绪： 符号：尽管使用“占位符”零件是一种公认的做法，但是如果原理图符号不正确，可能会使您的设计难以使用。确保符号具有正确的引脚，零件号和组件属性。 PCB尺寸：进行布局时，需要正确的组件尺寸和形状，引脚位置和编号以及焊盘图案的尺寸。没有这些数据，可能会遇到意想不到的麻烦。 原理图的放置和连接：组件应以有序的方式放置，并带有可读的文本，以便清楚地看到正在使用的内容。应整齐地布线，并有明确定义名称和引脚号。 接下来，收集PCB的详细信息 尺寸和形状：在设计中临时更改电路板的尺寸或形状会严重损害生产率。 层堆叠：在开始之前，与制造商一起确定正确的层堆叠。在设计过程中，临时在电路板上添加，删除图层或改变用途，可能会导致严重的延迟。 孔和区域：开始之前，确保了解所有机械信息。否则在完成设计后出现问题，需要重新安排放置组件和区域，会浪费很多的时间。 然后，确保了解制造商，并熟悉其制造和组装要求。 你不会想因为无法按照自己想法构建电路板，而被迫重新进行设计。 放置和布线PCB布局 现在是时候放置和布线电路板了。尽管必须先放置零件才能布线，但是否放置好零件取决于最终将如何布线。是的，首先面临的是先有鸡还是先有鸡蛋的问题。考虑到这一点，下面是一些组件放置注意事项： 根据其原理图信号路径放置组件。那个小的端接电阻器可能非常适合驱动器，但它需要在信号路径的末端而不是起点。 放置组件以使信号路由长度尽可能短，除非有特定长度的信号要求。 去耦电容应尽可能靠近原理图中所连接的器件引脚。 请注意所有机械限制，确保没有零件从设备外壳中戳出。 根据制造，测试和散热条件放置组件。 布局布线的另一个方面是规划输电网络。需要确保所有组件都具有良好的功率覆盖范围，同时确保信号路由在连续的接地平面上具有足够的返回路径。平衡这些需求可能会有些棘手，因此请花一些时间，这样以后就不会面临相关的问题。 有趣的是，如果正确设置了元件放置和供电网络，则布线通常不会像看起来那样困难。这并不是说路由很容易，远非如此。但是布线中的许多困难是在布局中进行规划。 花时间仔细地为BGA和其他细间距设备确定输出方式。最大限度地使用设计规则和约束，以便使网络具有正确的内置宽度，间距，长度和拓扑。最后，请确保运行设计规则检查并清除所有错误。 制造文档，完成PCB布局的最后一步是创建和发送制造文档 根据设计和创建者，可能会创建各种不同的文档，包括： 装配图 生成说明 物料清单报告 自动化装配机的XY位置文件 XY位置文件以进行测试 这些只是可能需要创建的示例，完全取决于个人的特定需求。 关键是要像在其余设计中一样，在制造文档中投入大量精力。对于PCB设计人员来说，放松工作并“电话告知”工作的最终交付结果这种行为非常有诱惑力，但这只会导致制造商感很迷茫，并延迟或不良地制造电路板。因此，花点时间做好前面的工作会省很多事。