pcb設(shè)計(jì)元器件擺放那么重要嗎？

PCB設(shè)計(jì)中有非常多關(guān)于布線線寬、布線疊層、原理圖等相關(guān)的技術(shù)規(guī)范。 ????事實(shí)上，關(guān)于元器件擺放限制很少，但這并不意味著你可以為所欲為。分享十條PCB元器件擺放小建議給電子設(shè)計(jì)初學(xué)者。

為什么元器件擺放那么重要？

??? PCB設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，費(fèi)盡心思精心擺放器件可以起到事半功倍的效果，也有利于提高PCB的電氣特性。相關(guān)文章推薦：盤(pán)點(diǎn)優(yōu)秀PCB工程師的好習(xí)慣。被用心設(shè)計(jì)的電路板很容易吸引眼球，整潔、美觀。 ????

在器件擺放完之后，使用電路板設(shè)計(jì)軟件中的自動(dòng)布線進(jìn)行布線，查看自動(dòng)布線后的電路通率，可以幫你判斷是否你的電路板元器件擺放是否合適。 ??? PCB元器件擺放的小技巧如下。

弄清電路板物理限制 ????

擺放元器件之前，首先需要確切知道電路板的安裝孔、邊緣接插件的位置以及電路板的機(jī)械尺寸限制。 ????因?yàn)檫@些因素影響你的電路板的尺寸和外形。曾見(jiàn)過(guò)某位設(shè)計(jì)的電路板無(wú)法裝進(jìn)電路板固定區(qū)域，只好重新設(shè)計(jì)?？梢杂幸鈱?duì)那些機(jī)械限制（安裝孔、電路外輪廓）設(shè)置一個(gè)清空區(qū)，這樣你就可以放心在允許范圍內(nèi)進(jìn)行創(chuàng)作了。

弄清電路板制作工藝 ????

同樣，在放置電路元器件之前，你最好從電路生產(chǎn)商那兒弄清幾個(gè)關(guān)鍵信息：

電路的組裝工藝和測(cè)試流程

是否需要對(duì)PCB V型切槽預(yù)留空間

元器件焊接工藝：是波峰焊、分區(qū)焊接還是手工焊接

電路板制作工藝將會(huì)影響元器件之間對(duì)空隙大小的需求。 ???

?如果你的電路板將來(lái)會(huì)在流水線上被焊接，你就需要在電路板邊緣額外留出空間（大于20mil）用于電路板固定在傳送帶上。電路板上額外的固定板，它在電路板焊接完之后將會(huì)被掰掉。 mil（中文譯音：密耳），即千分之一英寸，等于0.0254mm（毫米）。 一般用來(lái)標(biāo)明絲、線的直徑或按頁(yè)出售的材料的厚度。 常用直徑尺寸的密爾與毫米換算如下：

1.0mil = 0.025mm

1.2mil = 0.030mm

1.25mil = 0.032mm

給集成芯片留下空間 ????

在布置任何元器件的時(shí)候，都需要盡可能在它們之間留下至少350mil的距離，對(duì)于引腳多的芯片，留的空間需要更大。 ????現(xiàn)在的芯片引腳原來(lái)越多，越來(lái)越密。如果集成芯片相距過(guò)于親密，就會(huì)有很大可能無(wú)法將它們的引線輕松的引出布線，往往是越到后來(lái)布線越難。 ????如下圖，這種BGA封裝的芯片引腳那么密集。如果在它周圍不預(yù)留下足夠的空間后面會(huì)很艱難。

相同器件方向一致 ????

對(duì)于相同的器件盡可能讓他們排好隊(duì)，保持一致的隊(duì)形。這樣做主要為了便于后期電路板的組裝、檢查和測(cè)試，尤其對(duì)表面封裝的器件在波峰焊接過(guò)程中，電路板勻速經(jīng)過(guò)融化焊錫波峰。均勻擺放的器件加熱過(guò)程均勻，可以保證焊點(diǎn)一致性高。 減少引線交叉 ????通過(guò)調(diào)整器件位置和方向，減少引線交叉。 ????現(xiàn)在很多PCB設(shè)計(jì)軟件都會(huì)提供一種功能，比如下圖就顯示了原理圖中所有器件管腳之間的連接關(guān)系，通過(guò)圖中細(xì)的灰色直線表示。這種線被稱為ratsnest:y飛線，預(yù)拉線。如下圖，是顯示飛線的PCB界面。

????通過(guò)改變器件的位置和方向，盡量減少器件之間引線交叉，可以為后面布線節(jié)省大量的精力。

先擺放電路邊緣器件 ????

對(duì)于因受機(jī)械限制而無(wú)法任意移動(dòng)的器件要先進(jìn)行擺放，比如電路板上的外部接插件、開(kāi)關(guān)、USB端口等等。 ????如下圖中，計(jì)算機(jī)主板上的外圍接口器件位置是與機(jī)箱設(shè)計(jì)緊密相關(guān)的，它們的位置需要預(yù)先確定下來(lái)，不容更改。

避免器件之間沖突 ????

最好在所有器件之間保持40mil（1mm）的距離。避免在之后電路制作過(guò)程中，在焊盤(pán)之間產(chǎn)生短路故障。相關(guān)推薦：造成PCB焊接缺陷的原因。另外，緊密擺放也會(huì)增加布線難度。在放置過(guò)孔的時(shí)候也要避免過(guò)于密集。這些小圓孔將來(lái)也可能裸露出銅皮，造成電路板短路。

將器件盡量放在同一面 ????如果你設(shè)計(jì)兩層電路板，最常見(jiàn)的建議就是將器件擺放在同一面。這是為了后期電路板制作時(shí)少費(fèi)力氣。通常情況下電路板上的器件是通過(guò)自動(dòng)器件擺放機(jī)器完成，器件只在一面，生產(chǎn)PCB過(guò)程只需要一遍即可，降低生產(chǎn)成本。

保持芯片管腳和器件極性一致 ????

每個(gè)集成芯片都有標(biāo)志給出管腳1的起始位置。對(duì)于芯片的管腳1所在的方位，或者有極性的器件，比如電容、二極管、三極管、LED等，方向保持一致，也會(huì)給電路板制作帶來(lái)方便。 ????當(dāng)你要焊接的電路板上的元器件極性和方向非常混亂，成功焊接的難度可想而知，或許你要小心翼翼，一個(gè)個(gè)確認(rèn)方向。 ????如下圖中，通常集成芯片封裝上會(huì)有小點(diǎn)表示管腳1的位置。保持所有芯片的方向一致便于你焊接和檢查。

器件位置與原理圖上相似 ????

在擺放元器件時(shí)，按照原理圖上的位置關(guān)系進(jìn)行擺放。 ????

實(shí)際上在設(shè)計(jì)原理圖的時(shí)候就已經(jīng)優(yōu)化了器件之間的位置關(guān)系，使得連線最短、交叉最少。在后期手工布線的時(shí)候，原理圖也會(huì)幫你選擇合理的最短路徑來(lái)布線。

總結(jié) ????

好的PCB設(shè)計(jì)始于元器件布局，當(dāng)作藝術(shù)品來(lái)設(shè)計(jì)，堅(jiān)持把精力放在器件的合理擺放上，這也許是PCB設(shè)計(jì)中最值得全力以赴的事情。

編輯：黃飛

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