關(guān)于 PCB 元器件位置擺放技巧

這篇文章主要是關(guān)于?PCB 元器件位置擺放技巧，屬于DFM可制造性分析中重要的一部分。 ? ?

說起位置，最開始聯(lián)系到的是房地產(chǎn)，畢竟房嘛，最看重的就是位置（好比深圳和老家的房價簡直不一個層次的）。位置除了在房地產(chǎn)中最重要，在PCB元器件中也是非常重要的。PCB元器件放置會影響測試、可靠性、功能、性能等方方面面。本質(zhì)上講，所有設(shè)計(jì)決策都受到PCB組件精確放置的影響。 ?

?有研究表明：亂糟糟的桌面意味著更聰明的頭腦，如果在PCB設(shè)計(jì)的時候也這么想，那你就完了。對一些PCB layout工程師來說， PCB布線布局最有意思的部分絕對不是放置數(shù)百個組件，PCB布線是一門藝術(shù)。（當(dāng)然我沒有達(dá)到這個境界） ? ?關(guān)于PCB布線的技巧，可以點(diǎn)擊標(biāo)題直接跳轉(zhuǎn)：?干貨｜PCB布線教程，14條PCB布線原則技巧總結(jié)，帶你搞定PCB布線

PCB布線布局圖

一、為什么有效的元器件布線布局很重要？

當(dāng)你根據(jù)自己的心血來潮和幻想將元器件放置在PCB上時，自己是很愉快了，但當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)問題，面對來自其他工程師和客戶的一連串投訴和挨懟時，你就很不愉快了。 ? ?組件不正確的放置會影響 PCB 的功能、耐用性、可制造性和可維護(hù)性等功能。例如，在沒有適當(dāng)隔離的情況下放置模擬和數(shù)字組件，恭喜你，完美且成功地讓模擬信號受損。

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? ? 當(dāng)組件放置位置不正確時，功能缺乏并不是唯一的問題。如果你正在設(shè)計(jì)需要定期維護(hù)的 PCB，如果組件放置位置出現(xiàn)問題，再次恭喜你，會受到現(xiàn)場維修人員的”厚愛“。

二、常見的 PCB 元件放置問題

一般來說，大多數(shù)組件放置的問題是由于更復(fù)雜的布線或者其他問題發(fā)生的，以下是一些常見的問題：

1、元器件間距過近

當(dāng)元器件放置得太近時，會產(chǎn)生自動取放問題，對測試（夾具）產(chǎn)生不利影響。

2、PCB拼板分開不方便

當(dāng)組件太靠近電路板邊緣時，可能很難使用布線將 PCB 拼板分離成單板。

3、返工變得更加困難

如果需要返工，如果組件間隔不好，會更加困難。

4、波峰焊元件的位置和方向

如果元件是分立的，當(dāng) PCB 通過波峰焊時，兩個引腳同時進(jìn)入焊料。但是，對于較大的組件，不應(yīng)該放在體積比較大的組件之前，因?yàn)闀a(chǎn)生陰影。

三、PCB元器件擺放技巧

1、了解PCB板的形狀和尺寸限制

在設(shè)計(jì) PCB 時，最重要的是要考慮 PCB 需要安裝在內(nèi)部的外殼，確定安裝孔和邊緣連接器的位置，這對 PCB 的形狀和尺寸至關(guān)重要。

2、弄清楚 PCB 板的制作工藝

在設(shè)計(jì) PCB 板之前，需要咨詢制造商，是按照什么工藝來組裝和測試PCB和組件的，確定好你在PCB板上的占用空間。

3、不要將集成電路放置得太近

建議在 PCB 板的每個集成電路之間至少留出 0.35 英寸至 0.5 英寸的間距，并為更大的 IC 留出更多空間。將 IC 放置得太近會導(dǎo)致在布線連接引腳時空間有限，從而浪費(fèi)時間重新安排設(shè)計(jì)。

元器件位置

4、確保相似的組件朝向相同的方向

如果將相似的組件朝向相同的方向，會使得后續(xù)人員的安裝、檢查和測試過程變得簡單。如果沒有將相似組件定在同一個方向可能會破壞焊接過程，甚至導(dǎo)致某些元器件根本都沒有被焊接，然后使得?PCB 板出現(xiàn)短路和開路。

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PCB板上的相似的組件沿著相同的方向

5、按功能對組件進(jìn)行分組

確保組件根據(jù)電路中的功能塊進(jìn)行隔離。例如，電源管理組件不應(yīng)與模擬部件混雜在一起，高速數(shù)字通信應(yīng)保持獨(dú)立。 ? ?規(guī)劃這些組件應(yīng)放置在 PCB 上的位置，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)是讓最嘈雜的信號遠(yuǎn)離高度敏感的信號，此外，通過根據(jù)功能對組件進(jìn)行分組，你可以更好地控制它們的返回路徑。

元器件放置根據(jù)功能放置（模擬和數(shù)字）

6、先放置邊緣元件

放置邊緣元件有利于輸入和輸出連接的電路板布局。這些部件通常是由于機(jī)械外殼而不能移動的部件（例如，連接器、開關(guān)、插孔、USB 端口等）。如果你這樣做的話，相信我，PCB安裝人員和技術(shù)人員將不勝感激。

邊緣元件放在外圍

7、高頻元件的定位

當(dāng)電信號超過 1 MHz 的頻率時，系統(tǒng)變得非常關(guān)鍵，特別是在電氣和電子元件的定位方面，尤其是電容和電感元件。即使在相互電連接時，這些組件也會根據(jù)它們的布置、電連接的形狀和大小而表現(xiàn)不同。有時將電容或電感移動幾厘米就足以完全改變電子電路的行為。 ? ?在高頻電路中，接地層在擴(kuò)展方面必須非常有限，并且與其相連的組件應(yīng)盡可能彼此靠近。

高頻元件的定位

8、放置散熱元件

一般規(guī)則規(guī)定，連接各種元件（電阻、電容、電感、集成器件等）的走線應(yīng)該非常短，并且設(shè)備非?？拷?。當(dāng)主要在高頻下運(yùn)行時，情況確實(shí)如此。然而，最小化連接的長度可能會產(chǎn)生熱問題，導(dǎo)致局部熱量的不均勻積累。 ? ?乍一看無法解釋的故障，在這些情況下，最好采用電路中的元件和熱導(dǎo)管的平行定位。

9、讓組件遠(yuǎn)離散熱區(qū)

在功率要求高的應(yīng)用中，穩(wěn)壓器會顯著升溫。很有可能，你已經(jīng)包含了一些散熱過孔以提高散熱率。但是，將其他組件放置在調(diào)節(jié)器附近是沒有那么機(jī)智的。當(dāng)你使用功率運(yùn)算放大器或其他發(fā)熱設(shè)備時，這同樣適用。

10、不要重疊零件

重疊的零件可能會由于組件之間的電流流過而導(dǎo)致短路。

11、盡可能將所有的部件都放在同一層上

一層上許多設(shè)計(jì)需要多層 PCB 來適應(yīng)重量和空間限制。但是，如果將零件放置在多層上，在進(jìn)行元器件安裝時，因?yàn)楹附庸に噯栴}不得進(jìn)行雙多通道，這可能會浪費(fèi)不必要的昂貴制造成本。

12、標(biāo)準(zhǔn)化組件方向

保持IC管腳和極化元件對齊，所有 IC，無論其占位面積如何，都有一個引腳 1 標(biāo)記。 ? ?如果你不希望每次提交設(shè)計(jì)時組裝人員都抱怨，還是把放在它們都在同一方向上對齊。并且這可以提高組裝過程的效率且減少了放置錯誤。 ?

13、為銅跡線騰出空間

電子產(chǎn)品需要更小的 PCB，但有時你需要堅(jiān)持使用最佳尺寸，不然你可能會發(fā)現(xiàn)不可能完成所有走線的布線。放置元件時，要確保有足夠的間隙讓銅線穿過，尤其是在有數(shù)百個引腳的元件附近。

14、遵循原理圖設(shè)計(jì)

像原理圖設(shè)計(jì)一樣在 PCB 布局上按邏輯組放置組件將節(jié)省時間并最大限度地減少走線長度，因?yàn)楹芏嗖考迅鶕?jù)原理圖進(jìn)行邏輯分組。 ? ?以上就是關(guān)于PCB元器件擺放技巧簡單的介紹，希望能夠?qū)Υ蠹矣杏谩??

編輯：黃飛

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