PCB布局注意事项
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- 发布时间:2024-08-08
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【概要描述】 关于 PCB 布局和设计,需要考虑很多因素。有些考虑因素适用于整个过程,而有些则特定于特定步骤。以下是需要牢记的七个相关因素。
PCB布局注意事项
【概要描述】 关于 PCB 布局和设计,需要考虑很多因素。有些考虑因素适用于整个过程,而有些则特定于特定步骤。以下是需要牢记的七个相关因素。
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设计印刷电路板的布局对于创建可靠、经济高效的电路板至关重要。虽然电路设计和元件选择也很重要,但您应始终确保留出足够的时间进行 PCB 布局。确定较佳 PCB 布局设计需要考虑很多因素,尤其是当今的电路板变得越来越复杂、紧凑和轻巧。柔性 PCB的日益普及也使该过程变得复杂。
如果您没有考虑重要的 PCB 布局因素,那么您最终可能会得到一个无法很好地应用于现实世界的设计。布局不当可能会导致多种问题,例如电磁干扰、电路板两侧元件冲突、电路板功能受限甚至电路板整体故障。
那么,您需要牢记哪些 PCB 布局设计规则和注意事项?让我们看看 PCB 布局设计的步骤,并确定每个阶段的一些核心注意事项。当然,您可能还需要记住其他注意事项,但这些是您应该了解的 PCB 布局设计的一些关键方面。
基本 PCB 设计步骤
从您知道需要 PCB 到最终生产, PCB 设计在印刷电路板生产过程的每个步骤中都发挥着重要作用。基本设计过程包括六个步骤。
1. 概念
确定 PCB 需求后,下一步是确定电路板的最终概念。此初始阶段涉及定义 PCB 将具有和执行的功能、其特性、与其他电路的互连、其在最终产品中的位置及其大致尺寸。此外,还要考虑电路板将在其中工作的大致温度范围以及任何其他环境问题。
2. 示意图
下一阶段是根据最终概念绘制电路原理图。该图包括电路板电气元件正常运行所需的所有信息,以及元件名称、值、额定值和制造商零件编号等详细信息。
在创建原理图时,您将创建物料清单。此 BOM 包含 PCB 所需的所有组件的信息。始终保持这两个文档为较新。
3. 板级框图
接下来,您将完成板级框图,这是一张描述 PCB 最终尺寸的图纸。标记每个块指定的区域,以及由于电气原因或由于限制而连接的组件部分。将相关组件放在一起将使您的走线保持较短。
4. 元件放置
下一步是元件放置,它决定了您将每个元件放置在电路板上的位置。通常,您可能需要经过几轮细化元件放置。
5. 初次通过路由
接下来,确定电路的路由和路由优先级。
6. 测试
设计完成后,您应该进行一系列测试,以确保它满足您的所有需求。如果满足,则设计完成。如果不满足,您将返回需要进行调整的阶段。
设计文档
在创建 PCB 时,您将开发大量文档。这些文档包括:
硬件尺寸图:描述裸板的尺寸
原理图:绘制电路板的电气特性
物料清单:描述项目所需的组件
布局文件:描述 PCB 的基本布局
元件放置文件:描述各个元件的位置。
组装图和说明:解释如何组装电路板
用户指南:虽然不是必需的,但它们对于向用户提供更多信息很有用
Gerber 文件集:PCB 制造商将用于创建 PCB的布局输出文件集合
PCB 布局较佳实践
关于 PCB 布局和设计,需要考虑很多因素。有些考虑因素适用于整个过程,而有些则特定于特定步骤。以下是需要牢记的七个相关因素。
1. 裸板相关的约束
您首先要考虑的是与裸板相关的约束。这些基本约束包括板的尺寸和形状。
您需要确保有足够的电路板面积来放置电路。最终产品的尺寸、电路板必须提供的功能以及其他因素决定了电路板的大小。电子产品及其所包含的电路板越来越小。在开始设计过程之前,请估算电路板的尺寸。如果更简单的设计没有足够的空间来容纳所需的所有功能,则可能需要使用多层或高密度互连 (HDI) 设计。
标准 PCB 为矩形。这仍然是 PCB常见的形状。不过,也可以创建其他形状的电路板。PCB 设计师这样做通常是因为尺寸限制或用于不规则形状的产品。
另一个关键考虑因素是您需要的层数,功率级别和设计复杂性将有助于决定。要在布局设计过程的早期确定您需要多少层。添加更多层可能会增加生产成本,但可以让您包含更多轨道。对于具有高级功能的更复杂的电路板来说,这可能是必要的。
使用至少两个通孔来为所有高电流路径进行层转换。在层转换处使用多个通孔可提高可靠性、改善热导率并减少电感和电阻损耗。
2.制造工艺
您还应该考虑要采用的制造工艺来生产电路板。不同的方法有不同的限制和约束。您需要使用与电路板上的制造工艺相匹配的参考孔或点。始终确保孔中没有元件。
另外,还要记住电路板的安装方法。不同的方法可能需要您将电路板的不同区域留空。使用多种技术类型(例如通孔和表面贴装元件)可能会增加电路板的成本,但在某些情况下可能是必要的。
3. 材料和部件
在布局阶段考虑您计划用于电路板的材料和组件。首先,您需要确保所需的物品是可用的。有些材料和零件很难找到,而有些则非常昂贵,成本过高。不同的组件和材料也可能有不同的设计需求。
花点时间确保你为你的电路板选择了较佳的材料和组件,并且确保你设计的电路板能够发挥这些部件的优势。
4. 元件放置顺序
较基本的 PCB 设计准则之一涉及在电路板上放置元件的顺序。建议的顺序是连接器,然后是电源电路,然后是精密电路,然后是关键电路,然后是其余元件。功率水平、噪声敏感性、生成和布线能力也会影响电路的布线优先级。
5. 方向
放置元件时,尽量将相似的元件朝向同一方向。这将使焊接过程更有效率,并有助于防止焊接过程中出现错误。
6. 放置
尽量不要将零件放置在位于镀通孔零件后面的 PCB 焊接面上。
7. 组织
合理地组织组件可以减少所需的组装步骤,提高效率并降低成本。尽量将所有表面贴装组件放在电路板的一侧,将所有通孔组件放在电路板的顶部。
电源、接地和信号走线注意事项
上述技巧主要针对 PCB 组件的放置。为了让这些组件按预期工作,您还需要布置电源、接地和信号线。高效完成此步骤将有助于确保您的信号有可靠的传输路径,从而保证您的电路板正常运行。
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