布局,即在綜合考慮信號質(zhì)量、EMC、熱設計、DFM、DFT、結(jié)構(gòu)、安規(guī)等方面要求的基礎上,將器件合理的放置到板面上。在高速PCB設計中,合理的布局是PCB設計成功的第一步。
今兒我們一起盤一盤PCB布局的思路和原則!
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布局思路
在PCB布局過程中,首先考慮的是PCB的尺寸大小。其次要考慮有結(jié)構(gòu)定位要求的器件和區(qū)域,如是否有限高,限寬和打孔,開槽區(qū)域。然后根據(jù)電路信號和電源流向,對各個電路模塊進行預布局,最后根據(jù)每個電路模塊的設計原則進行全部元器件的布局工作。
布局的基本原則:
與相關人員溝通以滿足結(jié)構(gòu)、SI、DFM、DFT、EMC方面的特殊要求。
根據(jù)結(jié)構(gòu)要素圖,放置接插件、安裝孔、指示燈等需要定位的器件,并給這些器件賦予不可移動屬性,并進行尺寸標注。
根據(jù)結(jié)構(gòu)要素圖和某些器件的特殊要求,設置禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。
綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇工藝加工流程(優(yōu)先為單面SMT;單面SMT+插件;
雙面SMT;雙面SMT+插件),并根據(jù)不同的加工工藝特點布局。
布局時參考預布局的結(jié)果,根據(jù)“先大后小,先難后易”的布局原則。
布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短,關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與低電壓、小電流信號的弱信號完全分開;模擬信號與數(shù)字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間距要充分。在滿足仿真和時序分析要求的前提下,局部調(diào)整。
相同電路部分盡可能采用對稱式模塊化布局。
布局設置建議柵格為50mil,IC器件布局,柵格建議為25 25 25 25 mil。布局密度較高時,小型表面貼裝器件,柵格設置建議不少于5mil。
2
特殊元器件的布局原則
1、盡可能縮短調(diào)頻元器件之間的連線長度。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,設法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。
2、對于可能存在較高電位差的器件與導線之間,應加大他們之間的距離,防止意外短路。帶強電的器件,盡量布置在人體不易接觸的地方。
3、重量超過15g的元器件,應當加支架固定,然后焊接。對于又大又重,發(fā)熱量大的元器件不宜裝在PCB上,裝在整機外殼上應考慮散熱問題,熱敏器件應遠離發(fā)熱器件。
4、對于電位器,可調(diào)電感線圈,可變電容,微動開關等可調(diào)元器件的布局應考慮整機的結(jié)構(gòu)要求,如限高,孔位大小,中心坐標等。
5、預留PCB定位孔和固定支架所占用的位置。
3
布局后檢查
工程師在布局完成后需要嚴格檢查以下內(nèi)容:
PCB尺寸標記,器件布局是否和結(jié)構(gòu)圖紙一致,是否符合PCB制造工藝要求,如最小孔徑,最小線寬。
元器件之間在二維、三維空間上是否相互干涉,是否會與結(jié)構(gòu)外殼相互干涉。
元器件是否全部放置完畢。
需要經(jīng)常插拔或者更換的元器件是否方便插拔與更換。
5、熱敏器件與發(fā)熱元器件是否有合適的距離。
調(diào)整可調(diào)器件和按下按鍵是否方便。
安裝散熱器的位置是否空氣通暢。
信號流向是否通暢且互聯(lián)最短。
線路干擾問題是否有考慮。
插頭,插座是否與機械設計矛盾。
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原文標題:盤點高速PCB設計布局思路和原則!
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