盡管看起來電路板上的組件是隨意排列的，但它們的布局確實(shí)有秩序和意圖。它們的位置必須不僅可以提供電路的最佳性能，而且還可以使電路板盡可能容易地制造而不會(huì)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。在電路板設(shè)計(jì)的四個(gè)部分的第二部分中，我們將介紹一些PCB布局最佳實(shí)踐，以幫助工程師創(chuàng)建出色的設(shè)計(jì)。

從原理圖捕獲到電路板布局

在本系列的第一部分中，我們討論了一些用于創(chuàng)建可用原理圖的最佳設(shè)計(jì)實(shí)踐。其中包括使用零件庫中的最新符號(hào)并在整個(gè)原理圖中建立良好的邏輯流程。我們還討論了使原理圖符號(hào)和文本可讀易懂的重要性，并包括所有相關(guān)的零件號(hào)，修訂，日期以及公司法律和聯(lián)系信息。

在原理圖完整且形狀良好的情況下，下一步是確保已準(zhǔn)備好將其耦合到PCB布局：

l每個(gè)符號(hào)必須與用于PCB布局的正確的封裝庫模型相關(guān)聯(lián)。例如，所有這些電容器符號(hào)都必須分配給正確的封裝，無論是0402、1206、1812還是通孔軸向引線組件。此外，這些PCB封裝必須全部可用于在布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中安裝。

l電路板輪廓和層堆疊數(shù)據(jù)也必須在PCB布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中設(shè)置。根據(jù)所使用的PCB布局工具，這可能包括特定的材料和層堆疊的寬度以及電路板的外形尺寸和規(guī)格。

l接下來，必須在PCB布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中設(shè)置布局設(shè)計(jì)規(guī)則。這些規(guī)則將控制放置期間組件之間的距離，以及指定走線寬度和間距規(guī)則以將連接布線在一起。根據(jù)所使用的布局工具，這些規(guī)則可能會(huì)變得非常詳細(xì)，并針對(duì)高速走線的長度和路由拓?fù)溥M(jìn)行設(shè)置。

l最后，必須將機(jī)械信息添加到PCB布局?jǐn)?shù)據(jù)庫中。許多工具將從機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)導(dǎo)入此數(shù)據(jù)，但對(duì)于那些沒有這樣做的工具，布局設(shè)計(jì)人員將不得不重新創(chuàng)建此信息。數(shù)據(jù)將包括必須與外部接口連接的特定組件的位置，例如連接器，開關(guān)以及其他機(jī)械功能部件，例如支架和加勁肋。

一旦完成這些任務(wù)，便可以在板上放置其組件了。

良好元件放置的PCB布局最佳實(shí)踐的七個(gè)步驟

為了獲得最佳結(jié)果，布局設(shè)計(jì)人員通常將原理圖用作在板上放置組件的指南。這將使零件之間具有最佳的網(wǎng)絡(luò)連通性，將根據(jù)以下模式進(jìn)行放置：

l固定位置的零件：首先放置的零件是那些具有由機(jī)械輸入指定的特定位置的零件。這些通常是連接器，開關(guān)，LED或其他與其他系統(tǒng)內(nèi)連接配合或需要人工操作的部件。

l處理器和內(nèi)存：接下來，應(yīng)放置處理器及其相關(guān)的內(nèi)存組件。這些零件需要靠近其連接器放置，以實(shí)現(xiàn)最佳布線，同時(shí)留出足夠的空間將其余的相關(guān)零件放置在它們周圍。它們還需要靠近將為其供電的功率組件，并且出于熱的原因，不應(yīng)將它們放在電路板的邊緣。

l電源：這些部件必須位于為電路板供電的連接器和為其供電的大電流組件（例如處理器和內(nèi)存芯片）之間。同時(shí)，不同的電源電路之間應(yīng)保持一定距離，以避免在板上產(chǎn)生熱斑。此外，這些組件需要與敏感的數(shù)字電路保持一定距離，以避免被電源開關(guān)噪聲污染。

l旁路和去耦電容器：處理器和內(nèi)存組件上通常具有大量電源和接地，所有這些都需要附近的旁路電容器來獲得干凈的電源。所有這些電容的放置在高引腳數(shù)的零件周圍都會(huì)變得非常復(fù)雜，因此需要格外小心，以確保不影響走線布線通道。

l高速邏輯流：放置了主處理器，內(nèi)存和電源組件后，接下來要放置的部分就是那些屬于高速邏輯流的組件。這些部分必須彼此靠近放置，以確保其信號(hào)路徑具有最佳信號(hào)完整性，這一點(diǎn)很重要。

l一般的間距要求：雖然板的不同組件應(yīng)保持彼此分開，以確保信號(hào)和電源的完整性，但它們也必須足夠靠近，以縮短布線路徑。但是，與此同時(shí)，需要注意其放置位置，以在零件之間留出足夠的布線通道。對(duì)于阻抗控制的走線，差分對(duì)布線和其他敏感信號(hào)，某些布線也將有特定的間距要求。所有這些都必須在放置元件的同時(shí)進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)還要遵守可制造性（DFM）間距要求的設(shè)計(jì)。

l非敏感部件：一旦放置了電路板的主要組件，就可以放置其余的部件。但是，即使對(duì)于非關(guān)鍵部件，也應(yīng)將它們放置在適當(dāng)?shù)奈恢?，以使它們的信?hào)路徑短，同時(shí)又為它們提供足夠的空間來滿足路由通道和DFM要求，這仍然是一個(gè)好主意。

是的，在布置電路板時(shí)必須遵循很多放置要求。設(shè)計(jì)人員通常將大部分時(shí)間都花在移動(dòng)已放置的組件上，從上面的清單跳到第五步，只是發(fā)現(xiàn)您需要重新執(zhí)行第三步，這并不稀奇。因此，完全熟悉PCB設(shè)計(jì)工具中提供的所有組件放置實(shí)用程序至關(guān)重要。通過允許您一次移動(dòng)多個(gè)零件，復(fù)制和粘貼獨(dú)特的放置圖案或自動(dòng)對(duì)齊組件行，這些可以提供幫助。當(dāng)您將零件放置在PCB布局上時(shí)，您還可以獲得另一項(xiàng)有用的服務(wù)。