PCB的格点设置在其布局设计中的作用至关重要,也就是说,在不同阶段采用不同的格点设置以帮助完成PCB设计,通常在布局阶段可以采用大格点来进行器件布局。对于IC、非定位接插件等大器件来说,可以选用50~100mil的格点精度,而对于电阻电容和电感等无源小器件,可采用25mil的格点。大格点的精度有利于器件的对齐和布局的美观。
PCB布局规则
(1)在通常情况下,所有的元件均应布置在电路板的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层;
(2)在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致;
(3)电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上;
(4)离电路板边缘一般不小于2MM.电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3:2或4:3.电路板面尺大于200MM乘150MM时,应考虑电路板所能承受的机械强度。
PCB布局技巧
在PCB的布局设计中要分析电路板的单元,依据起功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:
(1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向;
(2)以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕他来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接;
(3)在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件并行排列,这样不但美观,而且装旱容易,易于批量生产。
特殊元器件与布局设计
在PCB中,特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的元器件、发热量大的元器件,以及一些异性元器件,这些特殊元器件的位置需要仔细分析,做带布局合乎电路功能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题,从而导致 PCB设计的失败。
在设计中如何放置特殊元器件时首先考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印刷线条长,阻抗增加,抗燥能力下降,成本也增加;过小时,散热不好,且临近线条容易受干扰。在确定PCB的尺寸后,在确定特殊元件的摆方位置。最后,根据功能单元,对电路的全部元器件进行布局。特殊元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则:
(1)尽可能缩短高频元器件之间的连接,设法减少他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互离的太近,输入和输出应尽量远离;
(2)一些元器件或导线有可能有较高的电位差,应加大他们的距离,以免放电引起意外短路。高电压的元器件应尽量放在手触及不到的地方;
(3)重量超过15G的元器件,可用支架加以固定,然后焊接。那些又重又热的元器件,不应放到电路板上,应放到主机箱的底版上,且考虑散热问题。热敏元器件应远离发热元器件;
(4)对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求,一些经常用到的开关,在结构允许的情况下,应放置到手容易接触到的地方。元器件的布局到均衡,疏密有度,不能头重脚轻。
元器件的放置一般顺序
(1)放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器等;
(2)放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等;
(3)放置小的元器件。
布局的检查
(1)电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合;
(2)元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完;
(3)各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要私印的层面是否合理;
(4)常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等;
(5)热敏元器件与发热元器件距离是否合理;
(6)散热性是否良好;
(7)线路的干扰问题是否需要考虑。