PCB设计发布于 2022-10-19 • 阅读量 13133

百芯EMA-国内DFM分析工具 :PCB/PCBA 3D仿真+BOM物料管理+PCB/PCBA DFM 可制造性分析

这篇文章主要是关于 PCB 元器件位置摆放技巧，属于DFM可制造性分析中重要的一部分。

PCB组装成品图

    说起位置，最开始联系到的是房地产，毕竟房嘛，最看重的就是位置（好比深圳和老家的房价简直不一个层次的）。位置除了在房地产中最重要，在PCB元器件中也是非常重要的。PCB元器件放置会影响测试、可靠性、功能、性能等方方面面。本质上讲，所有设计决策都受到PCB组件精确放置的影响。

   有研究表明：乱糟糟的桌面意味着更聪明的头脑，如果在PCB设计的时候也这么想，那你就完了。对一些PCB layout工程师来说， PCB布线布局最有意思的部分绝对不是放置数百个组件，PCB布线是一门艺术。（当然我没有达到这个境界）

   关于PCB布线的技巧，可以点击标题直接跳转： 干货｜PCB布线教程，14条PCB布线原则技巧总结，带你搞定PCB布线

PCB布线布局图

   当你根据自己的心血来潮和幻想将元器件放置在PCB上时，自己是很愉快了，但当现场出现问题，面对来自其他工程师和客户的一连串投诉和挨怼时，你就很不愉快了。

   组件不正确的放置会影响 PCB 的功能、耐用性、可制造性和可维护性等功能。例如，在没有适当隔离的情况下放置模拟和数字组件，恭喜你，完美且成功地让模拟信号受损。

   PCB元器件实物图

   当组件放置位置不正确时，功能缺乏并不是唯一的问题。如果你正在设计需要定期维护的 PCB，如果组件放置位置出现问题，再次恭喜你，会受到现场维修人员的”厚爱“。

   一般来说，大多数组件放置的问题是由于更复杂的布线或者其他问题发生的，以下是一些常见的问题：

   当元器件放置得太近时，会产生自动取放问题，对测试（夹具）产生不利影响。

   当组件太靠近电路板边缘时，可能很难使用布线将 PCB 拼板分离成单板。

   如果需要返工，如果组件间隔不好，会更加困难。

   如果元件是分立的，当 PCB 通过波峰焊时，两个引脚同时进入焊料。但是，对于较大的组件，不应该放在体积比较大的组件之前，因为会产生阴影。

   在设计 PCB 时，最重要的是要考虑 PCB 需要安装在内部的外壳，确定安装孔和边缘连接器的位置，这对 PCB 的形状和尺寸至关重要。

   在设计 PCB 板之前，需要咨询制造商，是按照什么工艺来组装和测试PCB和组件的，确定好你在PCB板上的占用空间。

   建议在 PCB 板的每个集成电路之间至少留出 0.35 英寸至 0.5 英寸的间距，并为更大的 IC 留出更多空间。将 IC 放置得太近会导致在布线连接引脚时空间有限，从而浪费时间重新安排设计。

元器件位置

   如果将相似的组件朝向相同的方向，会使得后续人员的安装、检查和测试过程变得简单。如果没有将相似组件定在同一个方向可能会破坏焊接过程，甚至导致某些元器件根本都没有被焊接，然后使得 PCB 板出现短路和开路。

PCB板上的相似的组件沿着相同的方向

   确保组件根据电路中的功能块进行隔离。例如，电源管理组件不应与模拟部件混杂在一起，高速数字通信应保持独立。

   规划这些组件应放置在 PCB 上的位置，根据经验是让最嘈杂的信号远离高度敏感的信号，此外，通过根据功能对组件进行分组，你可以更好地控制它们的返回路径。

元器件放置根据功能放置（模拟和数字）

   放置边缘元件有利于输入和输出连接的电路板布局。这些部件通常是由于机械外壳而不能移动的部件（例如，连接器、开关、插孔、USB 端口等）。如果你这样做的话，相信我，PCB安装人员和技术人员将不胜感激。

边缘元件放在外围

   当电信号超过 1 MHz 的频率时，系统变得非常关键，特别是在电气和电子元件的定位方面，尤其是电容和电感元件。即使在相互电连接时，这些组件也会根据它们的布置、电连接的形状和大小而表现不同。有时将电容或电感移动几厘米就足以完全改变电子电路的行为。

   在高频电路中，接地层在扩展方面必须非常有限，并且与其相连的组件应尽可能彼此靠近。

高频元件的定位

   一般规则规定，连接各种元件（电阻、电容、电感、集成器件等）的走线应该非常短，并且设备非常靠近。当主要在高频下运行时，情况确实如此。然而，最小化连接的长度可能会产生热问题，导致局部热量的不均匀积累。

   乍一看无法解释的故障，在这些情况下，最好采用电路中的元件和热导管的平行定位。

放置散热元件

   在功率要求高的应用中，稳压器会显着升温。很有可能，你已经包含了一些散热过孔以提高散热率。但是，将其他组件放置在调节器附近是没有那么机智的。当你使用功率运算放大器或其他发热设备时，这同样适用。

   重叠的零件可能会由于组件之间的电流流过而导致短路。

   一层上许多设计需要多层 PCB 来适应重量和空间限制。但是，如果将零件放置在多层上，在进行元器件安装时，因为焊接工艺问题不得进行双多通道，这可能会浪费不必要的昂贵制造成本。

   保持IC管脚和极化元件对齐，所有 IC，无论其占位面积如何，都有一个引脚 1 标记。

   如果你不希望每次提交设计时组装人员都抱怨，还是把放在它们都在同一方向上对齐。并且这可以提高组装过程的效率且减少了放置错误。

组件上的标准化引脚 1 方向

   电子产品需要更小的 PCB，但有时你需要坚持使用最佳尺寸，不然你可能会发现不可能完成所有走线的布线。放置元件时，要确保有足够的间隙让铜线穿过，尤其是在有数百个引脚的元件附近。

   像原理图设计一样在 PCB 布局上按逻辑组放置组件将节省时间并最大限度地减少走线长度，因为很多部件已根据原理图进行逻辑分组。

   以上就是关于PCB元器件摆放技巧简单的介绍，希望能够对大家有用。