PCB布局设计详细指南
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- 来源:
- 发布时间:2024-08-23
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【概要描述】 如果没有精心设计的 PCB 布局,任何设备都无法正常工作。一组工程师需要数周甚至数月的时间才能完成 PCB 板设计,这类似于完成一件艺术品。制作 PCB 布局并不容易,但任何拥有适当资源和专业知识的人都可以完成它。
PCB布局设计详细指南
【概要描述】 如果没有精心设计的 PCB 布局,任何设备都无法正常工作。一组工程师需要数周甚至数月的时间才能完成 PCB 板设计,这类似于完成一件艺术品。制作 PCB 布局并不容易,但任何拥有适当资源和专业知识的人都可以完成它。
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什么是 PCB 布局?
“布局”一词通常指排列产品组件。因此,PCB 布局是PCB 设计中涉及的几项相互关联的任务的总称。跟踪、安装、切割、标记和组件放置都是该过程的一部分。
布线是印刷电路板设计中的一个关键思想。软件开发商 Autodesk.com 是这样说的:“PCB 布局设计 90% 是布局,10% 是布线。”布局完成后,下一个阶段就是布线。在 PCB 上定位零件是布局过程的一部分。在布线过程中,电线会根据规格连接零件。要进行 PCB 布局,您可以手动进行,也可以使用计算机程序。大多数 PCB 设计程序都提供自动布线功能。许多设计师使用自动布线功能,因为它可以节省时间和精力。
PCB 设计的自动布线功能可能更快,但并不一定是好的。原因是它并不总是像它应该的那样精确和对称。使用正确的自动布线设置对于获得好结果至关重要,因为这允许自动功能准确计算布线。
为什么 PCB 布局很重要?
经过深思熟虑的 PCB 布局可以降低错误和短路风险。随着技术的快速发展,PCB 布局在我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。这些 PCB 无处不在,是每种电子产品的支柱。
PCB 原理图与 PCB 布局之间的区别
总而言之,PCB 上实际电路的几何形状是导致您使用原理图或 PCB 布局进行模拟时发现的行为与实际行为之间存在差异的原因。PCB 设计从电路图开始发展为原理图。您的 PCB 布局可能基于此重要文档,它是电路板的基础。在标准的 2D CAD 组装设计中,您将在原理图中描绘每个电路及其部件。
PCB 布局指南
印刷电路板设计比乍一看要复杂得多。精心设计的 PCB 布局将使电路在物理上得到组织,以大限度地提高电路板的电气性能,同时保持完整的可制造性。这需要仔细管理库组件、CAD 配置和设置、组件位置、走线布线和配电系统规划 (PDN)。除此之外,布局设计师还需要确保他们的工作有据可查,并且最终输出已准备好集成到为其创建的大型电子系统中。
这对工程师来说很困难,特别是那些从未接触过 PCB 布局的工程师。一整套可供参考的电子电路布局规则可能对这个过程很有帮助。行业和公司内的标准将决定设计的细节,尽管布局原则对于在整个电路板创建过程中帮助工程师仍然是必要的。以下是一些 PCB 布局建议,您可以将其用作此领域标准的起点。
构建库
在为 PCB 布局构建库时,请使用 IPC 或制造商规格来确定封装尺寸。但是,由于个人、业务或技术要求,某些部件可能需要修改。例如,RF 设计中的封装可能需要比传统数字设计更窄的焊盘宽度。有关创建自定义 PCB 组件封装的更多信息,请继续阅读!
对于您创建的任何库组件,请检查焊盘图案尺寸和间距,以确保它们符合标准的要求。
印刷电路板必须包含从元件封装到丝网印刷标记和参考指示器的所有内容。
在确定最终设计之前,先与制造商核实,以确保他们能够生产您正在使用的组件。
或者,可以使用第三方 CAD 库提供商的 PCB 布局图。某些程序具有浏览器,可以轻松下载已与您的设计系统兼容的制造商制造的组件。
电源和接地计划指南
在内层使用一个或多个连续平板通常是当前高速系统的理想接地方法。这提供了高级别的EMI 屏蔽并确保信号路径畅通无阻,这两者都提高了发送信号的质量。
如果由于不寻常的形状或特征而导致电路板上的接地平面被分割,则应避免通过这些位置布线。如果信号没有连续且相邻的接地平面可用作干净的返回通道,您的设计可能会产生大量额外噪声。有关电源和接地平面的一些规则如下:
如果电路板具有高速布线,则接地层必须物理地位于信号层旁边。这将保护高速布线免受外界影响,并为信号返回线提供可靠的接地。
飞机的电源或地面连接需要散热垫,必须小心维护。散热垫的辐条需要足够大,以处理大电流,而不会让散热垫的连接充当吸收板。
精心规划电源连接和划分电源平面将为所有组件提供足够的电力输送。
设计 PCB 布局时的注意事项
示意图
构思完成后,下一步是绘制电路图。电路图中包含元件名称、值、额定值和制造商零件编号等信息,以确保电路板电气元件正常运行。
零件处置
接下来是元件放置,即决定将每个部件放置在电路板的什么位置。元件位置的多次反复细化并不罕见。
结论
如果没有精心设计的 PCB 布局,任何设备都无法正常工作。一组工程师需要数周甚至数月的时间才能完成 PCB 板设计,这类似于完成一件艺术品。制作 PCB 布局并不容易,但任何拥有适当资源和专业知识的人都可以完成它。
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