1 布局原則
1、遵照“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件應當優先布局。
先大后小,先難后易
2、布局中應參考原理框圖,根據單板的主信號流向規律安排主要元器件。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;去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳,并使之與電源和地之間形成的回路最短 ;減少信號跑的冤枉路,防止在路上出意外。
如下圖, C8到C11都是在VCC與GND之間的去耦電容,在原理圖中并沒有辦法體現出它們的位置要求。但是PCB中們應當布局在芯片電源的輸入引腳附件,例如31與32腳附近應有電容,18與19腳附近也應有電容。
錯誤示例,并排放置
正確示例,靠近芯片電源輸入腳
3、元器件的排列要便于調試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元器件周圍要有足夠的空間,弄得太擠局面往往會變得很尷尬。如下圖R7與C7,如果先焊接周圍的器件的話,R7與C7就很難焊接了。(這里也說明了焊接的順序很重要)
4、 相同結構電路部分,盡可能采用“對稱式”標準布局;按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優化布局。
均勻分布、重心平衡,布局要整齊
5、同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致,便于生產和檢驗。(如需要人工確認器件極性,可能要生產成本會上升)
6、發熱元件要一般應均勻分布,以利于單板和整機的散熱,除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。除了溫度傳感器,三極管也屬于對熱敏感的器件。
7、高電壓、大電流信號與小電流,低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分。元件布局時,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起,以便于將來的電源分隔。
PCB布局示例
2 布線原則
以上即是關于“怎么擺”即布局的主要注意事項。而關于“怎么連”則相對要更復雜一些,大體來說就是:
關鍵信號線優先:摸擬小信號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關鍵信號優先布線 ;
密度優先原則:從單板上連接關系最復雜的器件著手布線。從單板上連線 最密集的區域開始布線 。
而布線的自助指南可以簡單的總結為:
1、盡量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關鍵信號提供專門的布線層,并保證其最小的回路面積。必要時應采取手工優先布線、屏蔽和加大安全間距等方法,保證信號質量。
2、電源層和地層之間的EMC環境較差,應避免布置對干擾敏感的信號。
3、有阻抗控制要求的網絡應盡量按線長線寬要求布線。
3 根據原理圖布局的示例
如果布局不合適,板子使用起來可能很不方便,布線難度很大。
布局時配合完成某一個功能的器件盡量挨得近一些,有操作技巧,接下來舉例說明。
可以在原理圖中先找到運放模塊的器件,按住ctrl選中。
則PCB中,這些器件也已經被選中
然后觀察原理圖中的連接關系,比如C4接R3,R5,Q1。在PCB中找到這幾個器件,放在一起。
觀察預拉線的情況,已知每一個器件都有一個公共的網絡叫做VB,可以按住ctrl選中網絡屬性為VB的一個焊盤,則VB高亮,例如
調整后編程如下布局
觀察原理圖中,Q1接R6,然后把R6也拖拽過來
其它器件以此類推
然后布線就可以比較順利
4、低頻雙面板布線示例
器件導入PCB以后,先按要求完成布局。
然后有信號線,不論是串口、485還是CAN,信號線都要盡可能短,少打過孔,有時還要匹配長度,如差分。另外有時鐘線,如晶振,也要短,少打過孔。
1 先走信號、時鐘線。
2 走電源線,兩種電源,VCC與VCC3.3。可以專門為電源線設置一個寬度規則。電源類的線也應當少走過孔,若確實需要,可以多個過孔并聯
3 地線,可以根據情況決定。如大面積敷銅,可以考慮不走地線。如需要走地線,線寬應滿足以下關系
地線>電源線>信號線
4 其它線,布線之前要觀察盡可能在某個區域內,水平線與豎直線在不同的層。
水平線與豎直線走在不同的層
可適當調整器件的方向來方便走線。
目的地相近的線要整齊。可以采用交互式多根線連接工具
如果線不可避免地要交叉,可以考慮繞大圈(當然要考慮線的屬性)
如圖飛線交叉了。可以繞圈。
編輯:黃飛
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