您應(yīng)該知道的 8 個(gè) PCB設(shè)計(jì)和布局技巧
您應(yīng)該知道的 8 個(gè) PCB設(shè)計(jì)和布局技巧
PCB 就在我們身邊，我們可能始終離 PCB 不超過(guò)一米。您的智能手表/健身追蹤器、筆記本電腦或手機(jī)。我們不能一天不依賴某個(gè)地方的 PCB！因此，PCB設(shè)計(jì)比以往任何時(shí)候都更加重要。我們探討了成功 PCB設(shè)計(jì)的一些最重要的元素以及您應(yīng)該知道的 8 大布局技巧。
1. 節(jié)點(diǎn)位置很關(guān)鍵
也許我們列表中最重要的提示是 - 節(jié)點(diǎn)可訪問(wèn)性。這可以幫助解決您的設(shè)計(jì)問(wèn)題并解決測(cè)試時(shí)的問(wèn)題。如果節(jié)點(diǎn)不可訪問(wèn)，無(wú)論您使用什么類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)，測(cè)試都會(huì)更加困難。如果它們易于探測(cè)，那么它們就易于測(cè)試。
2. 空間問(wèn)題
今天的電路板每平方厘米支持的組件比以往任何時(shí)候都多。從最終用戶的角度來(lái)看，這很好。板上的組件越多，它支持的功能就越多，用戶可以使用該設(shè)備做的事情也就越多。然而，對(duì)于最終用戶而言，什么是優(yōu)勢(shì)可能對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。
簡(jiǎn)而言之，添加到電路板上的組件越多，它們?cè)谠O(shè)計(jì)中就越局促。而且，毫無(wú)疑問(wèn)，組件間距很重要。這是為什么？你會(huì)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)原因。其中之一是，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)拈g距，就會(huì)缺乏布線的空間。另一個(gè)挑戰(zhàn)是這些組件會(huì)產(chǎn)生熱量，而且它們?cè)娇拷b，電路板中積聚的熱量就越多。在某些情況下，這可能足以損害電路板材料本身，特別是如果您使用的是 FR-4 之類(lèi)的材料，而不是設(shè)計(jì)用于處理高熱量的材料。
3. 感覺(jué)熱
熱量永遠(yuǎn)是個(gè)問(wèn)題，但并非不可克服。幫助您解決與高溫相關(guān)的問(wèn)題的一個(gè)快速提示是在表面貼裝組件周?chē)砑宇~外的銅。這會(huì)產(chǎn)生額外的表面積并有助于更快地散熱，有效地將 PCB設(shè)計(jì)的一部分變成散熱器。
4、注意安排
有時(shí)，僅旋轉(zhuǎn)組件是不夠的。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，重要的是在組件排列方面采用一些策略來(lái)應(yīng)對(duì)這種情況。可怎么辦？
級(jí)聯(lián)組件：級(jí)聯(lián)組件在許多 PCB設(shè)計(jì)選項(xiàng)中起著至關(guān)重要的作用。但是，正確安排它們可能具有挑戰(zhàn)性。讓它們彼此靠近，并確保它們?cè)诎迳习错樞蚺帕小＿@將立即消除嘗試在整個(gè)電路板上布線以連接位于不同區(qū)域的級(jí)聯(lián)組件的挑戰(zhàn)。
鞏固：當(dāng)單個(gè)電阻較高的電阻效果更好時(shí)，為什么要使用多個(gè)較小的電阻？整合您的設(shè)計(jì)可確保為組件和走線留出更多空間，因?yàn)殡娮杵髡加玫目捎每臻g更少。
從邊緣級(jí)聯(lián)：在布局 PCB設(shè)計(jì)時(shí)，確定必須通過(guò)放置在邊緣上或邊緣附近的連接器連接的任何組件。盡可能靠近連接器放置這些組件。鏈的其余部分應(yīng)該從該點(diǎn)級(jí)聯(lián)離開(kāi)，按順序分組為彼此靠近的功能塊。
5.騰出空間
下面的情況聽(tīng)起來(lái)是不是很熟悉？您正在盯著您的 PCB設(shè)計(jì)，努力將每個(gè)組件放入其中并在它們之間布線。無(wú)論您將它們放在哪里，都會(huì)遇到問(wèn)題，尤其是當(dāng)電路板較小時(shí)。
答案？旋轉(zhuǎn)您的組件并找到最佳布置，讓您可以在它們之間直接布線，同時(shí)最大限度地利用整個(gè)電路板的空間。這可能需要一些時(shí)間和精力，但值得您進(jìn)行最少的投資。
6.那種縮小的感覺(jué)
為無(wú)法布線的電路板而苦惱？使用較小的組件。通過(guò)采用更小的占位面積，您可以為銅跡線通過(guò)每個(gè)組件留出更多空間。使用較小的組件也更容易保持適當(dāng)?shù)拈g距，從而幫助您避免電路板過(guò)度擁擠以及與堆疊組件太近相關(guān)的其他問(wèn)題。
你該怎么辦？雖然四方扁平封裝組件可能是您的首選，但您可能需要考慮使用球柵陣列組件。當(dāng)然，這里有一個(gè)權(quán)衡——較小的組件使維修工作更具挑戰(zhàn)性。
7. 密集板
如果您正在為 PCB設(shè)計(jì)苦苦掙扎，那么走線、過(guò)孔和間隙所需的空間很可能是個(gè)問(wèn)題。你可以通過(guò)增加密度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。使用 HDI，您可以創(chuàng)建具有非常密集的走線、間隙和通孔的非常密集的電路板，但仍可提供性能。但是，在涉及高電流和高電壓設(shè)計(jì)時(shí)，您確實(shí)需要考慮受控阻抗布線、差分對(duì)，并檢查爬電距離、間隙和寬度。
8. 降低噪音
當(dāng)涉及到某些走線時(shí)，信號(hào)噪聲可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。然而，將攜帶高頻信號(hào)的走線放置得太近會(huì)耦合這些信號(hào)，增加噪聲，并可能在不需要噪聲的走線中產(chǎn)生問(wèn)題。確保將嘈雜的數(shù)字走線遠(yuǎn)離模擬走線以避免此問(wèn)題。
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1. 節(jié)點(diǎn)位置很關(guān)鍵
也許我們列表中最重要的提示是 - 節(jié)點(diǎn)可訪問(wèn)性。這可以幫助解決您的設(shè)計(jì)問(wèn)題并解決測(cè)試時(shí)的問(wèn)題。如果節(jié)點(diǎn)不可訪問(wèn)，無(wú)論您使用什么類(lèi)型的節(jié)點(diǎn)，測(cè)試都會(huì)更加困難。如果它們易于探測(cè)，那么它們就易于測(cè)試。
2. 空間問(wèn)題
今天的電路板每平方厘米支持的組件比以往任何時(shí)候都多。從最終用戶的角度來(lái)看，這很好。板上的組件越多，它支持的功能就越多，用戶可以使用該設(shè)備做的事情也就越多。然而，對(duì)于最終用戶而言，什么是優(yōu)勢(shì)可能對(duì)設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。
簡(jiǎn)而言之，添加到電路板上的組件越多，它們?cè)谠O(shè)計(jì)中就越局促。而且，毫無(wú)疑問(wèn)，組件間距很重要。這是為什么？你會(huì)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)原因。其中之一是，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)拈g距，就會(huì)缺乏布線的空間。另一個(gè)挑戰(zhàn)是這些組件會(huì)產(chǎn)生熱量，而且它們?cè)娇拷b，電路板中積聚的熱量就越多。在某些情況下，這可能足以損害電路板材料本身，特別是如果您使用的是 FR-4 之類(lèi)的材料，而不是設(shè)計(jì)用于處理高熱量的材料。
3. 感覺(jué)熱
熱量永遠(yuǎn)是個(gè)問(wèn)題，但并非不可克服。幫助您解決與高溫相關(guān)的問(wèn)題的一個(gè)快速提示是在表面貼裝組件周?chē)砑宇~外的銅。這會(huì)產(chǎn)生額外的表面積并有助于更快地散熱，有效地將 PCB設(shè)計(jì)的一部分變成散熱器。
4、注意安排
有時(shí)，僅旋轉(zhuǎn)組件是不夠的。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，重要的是在組件排列方面采用一些策略來(lái)應(yīng)對(duì)這種情況。可怎么辦？
級(jí)聯(lián)組件：級(jí)聯(lián)組件在許多 PCB設(shè)計(jì)選項(xiàng)中起著至關(guān)重要的作用。但是，正確安排它們可能具有挑戰(zhàn)性。讓它們彼此靠近，并確保它們?cè)诎迳习错樞蚺帕小＿@將立即消除嘗試在整個(gè)電路板上布線以連接位于不同區(qū)域的級(jí)聯(lián)組件的挑戰(zhàn)。
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從邊緣級(jí)聯(lián)：在布局 PCB設(shè)計(jì)時(shí)，確定必須通過(guò)放置在邊緣上或邊緣附近的連接器連接的任何組件。盡可能靠近連接器放置這些組件。鏈的其余部分應(yīng)該從該點(diǎn)級(jí)聯(lián)離開(kāi)，按順序分組為彼此靠近的功能塊。
5.騰出空間
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你該怎么辦？雖然四方扁平封裝組件可能是您的首選，但您可能需要考慮使用球柵陣列組件。當(dāng)然，這里有一個(gè)權(quán)衡——較小的組件使維修工作更具挑戰(zhàn)性。
7. 密集板
如果您正在為 PCB設(shè)計(jì)苦苦掙扎，那么走線、過(guò)孔和間隙所需的空間很可能是個(gè)問(wèn)題。你可以通過(guò)增加密度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。使用 HDI，您可以創(chuàng)建具有非常密集的走線、間隙和通孔的非常密集的電路板，但仍可提供性能。但是，在涉及高電流和高電壓設(shè)計(jì)時(shí)，您確實(shí)需要考慮受控阻抗布線、差分對(duì)，并檢查爬電距離、間隙和寬度。
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當(dāng)涉及到某些走線時(shí)，信號(hào)噪聲可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。然而，將攜帶高頻信號(hào)的走線放置得太近會(huì)耦合這些信號(hào)，增加噪聲，并可能在不需要噪聲的走線中產(chǎn)生問(wèn)題。確保將嘈雜的數(shù)字走線遠(yuǎn)離模擬走線以避免此問(wèn)題。
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