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盤點(diǎn)高速PCB設(shè)計(jì)布局思路和原則

2022-03-07 19:06 作者:EDA365電子論壇 0人讀過 | 我要投稿

布局，即在綜合考慮信號質(zhì)量、EMC、熱設(shè)計(jì)、DFM、DFT、結(jié)構(gòu)、安規(guī)等方面要求的基礎(chǔ)上，將器件合理的放置到板面上。在高速PCB設(shè)計(jì)中，合理的布局是PCB設(shè)計(jì)成功的第一步。

今兒我們一起盤一盤PCB布局的思路和原則！

1.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(gè)電路模塊進(jìn)行預(yù)布局，最后根據(jù)每個(gè)電路模塊的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行全部元器件的布局工作。

布局的基本原則：

與相關(guān)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(dòng)屬性，并進(jìn)行尺寸標(biāo)注。

根據(jù)結(jié)構(gòu)要素圖和某些器件的特殊要求，設(shè)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(diǎn)布局。

布局時(shí)參考預(yù)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(yīng)盡量滿足以下要求：總的連線盡可能短，關(guān)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(shí)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(shè)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(shí)，小型表面貼裝器件，柵格設(shè)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(shè)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(dǎo)線之間，應(yīng)加大他們之間的距離，防止意外短路。帶強(qiáng)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(yīng)當(dāng)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(jī)外殼上應(yīng)考慮散熱問題，熱敏器件應(yīng)遠(yuǎn)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(dòng)開關(guān)等可調(diào)元器件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求，如限高，孔位大小，中心坐標(biāo)等。

5、預(yù)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(yán)格檢查以下內(nèi)容：

PCB尺寸標(biāo)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(jī)械設(shè)計(jì)矛盾。

知識點(diǎn)盤來來盤去其實(shí)也就那么多，要說真的吸收掌握和應(yīng)用，其實(shí)真的是個(gè)艱難的過程，別擔(dān)心，電巢直播的存在幫助大家掌握和吸收各種知識點(diǎn)，本周的干貨直播安排已經(jīng)就位，速來圍觀~

3月8日周二

杜正闊老師

《高速設(shè)計(jì)與仿真最佳實(shí)踐》系列直播之【布局思路與布局實(shí)戰(zhàn)】

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1、直播內(nèi)容簡介

高速PCB的布局是設(shè)計(jì)的核心，可以說前面的設(shè)計(jì)預(yù)備，后面的布線，都是圍繞布局來展開的，布局是否合理，決定了后續(xù)布線、生產(chǎn)加工等一系列活動(dòng)，正所謂新手看布線，高手看布局，一塊板子設(shè)計(jì)的怎么樣，看布局情況就知道了。有思路的布局，不僅步驟清晰，而且有的放矢，有利于布線的實(shí)現(xiàn)和低成本的快速生產(chǎn)加工。

高速PCB講究模塊化布局，尤其是規(guī)模大、電路復(fù)雜的項(xiàng)目，按電路功能分解成一個(gè)一個(gè)模塊，先做好各個(gè)功能模塊，再把模塊當(dāng)做一個(gè)元器件整合起來，這種設(shè)計(jì)方法，不僅降低了設(shè)計(jì)難度，還便于對不同或相同單板上相同功能模塊的復(fù)用，大大提升了設(shè)計(jì)效率。

本期直播是《高速PCB設(shè)計(jì)與仿真最佳實(shí)踐》系列直播課程的第三課，將對實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目PCB上的器件布局思路和方法進(jìn)行講解，通過實(shí)際的布局演示，展示高速PCB的布局流程。加入學(xué)習(xí)計(jì)劃的學(xué)員還可以通過巢粉引擎的“高速PCB互連設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)”流程進(jìn)行布局實(shí)戰(zhàn)，體驗(yàn)專業(yè)化、規(guī)范化的設(shè)計(jì)流程，讓一切變得有章法可循。

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2、講師介紹

杜正闊老師：

原國內(nèi)知名企業(yè)高速設(shè)計(jì)專家

EDA365 cadence allegro論壇特邀版主

20多年高速PCB設(shè)計(jì)、仿真經(jīng)驗(yàn)。曾任港灣網(wǎng)絡(luò)、一博科技、興森快捷等高科技企業(yè)工程師、高級工程師、設(shè)計(jì)經(jīng)理等職務(wù)，設(shè)計(jì)過的產(chǎn)品涵蓋通信、醫(yī)療、工控、計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、消費(fèi)類等多個(gè)行業(yè)。

個(gè)人主要出版物：

《Cadence Allegro 實(shí)戰(zhàn)攻略與高速PCB設(shè)計(jì)》

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3、直播要點(diǎn)

不同單板類型布局思路

化繁為簡的設(shè)計(jì)思想

高速PCB疊層評估步驟

你將收獲：

了解高速PCB布局設(shè)計(jì)思路

掌握高速PCB布局方法

掌握高速PCB疊層評估技巧