七种PCB布局最佳实践

尽管看起来电路板上的组件是随意排列的，但它们的布局确实有秩序和意图。它们的位置必须不仅可以提供电路的最佳性能，而且还可以使电路板尽可能容易地制造而不会出现任何错误。在电路板设计的四个部分的第二部分中，我们将介绍一些PCB布局最佳实践，以帮助工程师创建出色的设计。

从原理图捕获到电路板布局

在本系列的第一部分中，我们讨论了一些用于创建可用原理图的最佳设计实践。其中包括使用零件库中的最新符号并在整个原理图中建立良好的逻辑流程。我们还讨论了使原理图符号和文本可读易懂的重要性，并包括所有相关的零件号，修订，日期以及公司法律和联系信息。

在原理图完整且形状良好的情况下，下一步是确保已准备好将其耦合到PCB布局：

l每个符号必须与用于PCB布局的正确的封装库模型相关联。例如，所有这些电容器符号都必须分配给正确的封装，无论是0402、1206、1812还是通孔轴向引线组件。此外，这些PCB封装必须全部可用于在布局数据库中安装。

l电路板轮廓和层堆叠数据也必须在PCB布局数据库中设置。根据所使用的PCB布局工具，这可能包括特定的材料和层堆叠的宽度以及电路板的外形尺寸和规格。

l接下来，必须在PCB布局数据库中设置布局设计规则。这些规则将控制放置期间组件之间的距离，以及指定走线宽度和间距规则以将连接布线在一起。根据所使用的布局工具，这些规则可能会变得非常详细，并针对高速走线的长度和路由拓扑进行设置。

l最后，必须将机械信息添加到PCB布局数据库中。许多工具将从机械设计系统导入此数据，但对于那些没有这样做的工具，布局设计人员将不得不重新创建此信息。数据将包括必须与外部接口连接的特定组件的位置，例如连接器，开关以及其他机械功能部件，例如支架和加劲肋。

一旦完成这些任务，便可以在板上放置其组件了。

良好元件放置的PCB布局最佳实践的七个步骤

为了获得最佳结果，布局设计人员通常将原理图用作在板上放置组件的指南。这将使零件之间具有最佳的网络连通性，将根据以下模式进行放置：

l固定位置的零件：首先放置的零件是那些具有由机械输入指定的特定位置的零件。这些通常是连接器，开关，LED或其他与其他系统内连接配合或需要人工操作的部件。

l处理器和内存：接下来，应放置处理器及其相关的内存组件。这些零件需要靠近其连接器放置，以实现最佳布线，同时留出足够的空间将其余的相关零件放置在它们周围。它们还需要靠近将为其供电的功率组件，并且出于热的原因，不应将它们放在电路板的边缘。

l电源：这些部件必须位于为电路板供电的连接器和为其供电的大电流组件（例如处理器和内存芯片）之间。同时，不同的电源电路之间应保持一定距离，以避免在板上产生热斑。此外，这些组件需要与敏感的数字电路保持一定距离，以避免被电源开关噪声污染。

l旁路和去耦电容器：处理器和内存组件上通常具有大量电源和接地，所有这些都需要附近的旁路电容器来获得干净的电源。所有这些电容的放置在高引脚数的零件周围都会变得非常复杂，因此需要格外小心，以确保不影响走线布线通道。

l高速逻辑流：放置了主处理器，内存和电源组件后，接下来要放置的部分就是那些属于高速逻辑流的组件。这些部分必须彼此靠近放置，以确保其信号路径具有最佳信号完整性，这一点很重要。

l一般的间距要求：虽然板的不同组件应保持彼此分开，以确保信号和电源的完整性，但它们也必须足够靠近，以缩短布线路径。但是，与此同时，需要注意其放置位置，以在零件之间留出足够的布线通道。对于阻抗控制的走线，差分对布线和其他敏感信号，某些布线也将有特定的间距要求。所有这些都必须在放置元件的同时进行规划，同时还要遵守可制造性（DFM）间距要求的设计。

l非敏感部件：一旦放置了电路板的主要组件，就可以放置其余的部件。但是，即使对于非关键部件，也应将它们放置在适当的位置，以使它们的信号路径短，同时又为它们提供足够的空间来满足路由通道和DFM要求，这仍然是一个好主意。

是的，在布置电路板时必须遵循很多放置要求。设计人员通常将大部分时间都花在移动已放置的组件上，从上面的清单跳到第五步，只是发现您需要重新执行第三步，这并不稀奇。因此，完全熟悉PCB设计工具中提供的所有组件放置实用程序至关重要。通过允许您一次移动多个零件，复制和粘贴独特的放置图案或自动对齐组件行，这些可以提供帮助。当您将零件放置在PCB布局上时，您还可以获得另一项有用的服务。