今天給大家講一下 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。
PCB組裝成品圖
說(shuō)起位置，最開(kāi)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?jī)r(jià)簡(jiǎn)直不一個(gè)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(huì)影響測(cè)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(shí)候也這么想，那你就完了。對(duì)一些PCB layout工程師來(lái)說(shuō)， PCB布線(xiàn)布局最有意思的部分絕對(duì)不是放置數(shù)百個(gè)組件，PCB布線(xiàn)是一門(mén)藝術(shù)。（當(dāng)然我沒(méi)有達(dá)到這個(gè)境界）
一、為什么元器件布線(xiàn)布局很重要？
當(dāng)你根據(jù)自己的心血來(lái)潮和幻想將元器件放置在PCB上時(shí)，自己是很愉快了，但當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題，面對(duì)來(lái)自其他工程師和客戶(hù)的一連串投訴和挨懟時(shí)，你就很不愉快了。
組件不正確的放置會(huì)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(méi)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(hào)受損。
當(dāng)組件放置位置不正確時(shí)，功能缺乏并不是唯一的問(wèn)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(wèn)題，再次恭喜你，會(huì)受到現(xiàn)場(chǎng)維修人員的”厚愛(ài)“。
二、常見(jiàn)的 PCB 元件放置問(wèn)題
一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)組件放置的問(wèn)題是由于更復(fù)雜的布線(xiàn)或者其他問(wèn)題發(fā)生的，以下是一些常見(jiàn)的問(wèn)題：
1、元件間距過(guò)近
當(dāng)元器件放置得太近時(shí)，會(huì)產(chǎn)生自動(dòng)取放問(wèn)題，對(duì)測(cè)試（夾具）產(chǎn)生不利影響。
2、PCB拼板分開(kāi)變得復(fù)雜化
當(dāng)組件太靠近電路板邊緣時(shí)，可能很難使用布線(xiàn)將 PCB 拼板分離成單板。
3、返工更加困難
如果需要返工，如果組件間隔不好，會(huì)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(guò)波峰焊時(shí)，兩個(gè)引腳同時(shí)進(jìn)入焊料。但是，對(duì)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?huì)產(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(shí)，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(duì) 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(xún)制造商，是按照什么工藝來(lái)組裝和測(cè)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(gè)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(huì)導(dǎo)致在布線(xiàn)連接引腳時(shí)空間有限，從而浪費(fèi)時(shí)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(huì)使得后續(xù)人員的安裝、檢查和測(cè)試過(guò)程變得簡(jiǎn)單。如果沒(méi)有將相似組件定在同一個(gè)方向可能會(huì)破壞焊接過(guò)程，甚至導(dǎo)致某些元器件根本都沒(méi)有被焊接，然后使得 PCB 板出現(xiàn)短路和開(kāi)路。
PCB板上的相似的組件沿著相同的方向
5、按功能對(duì)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(hào)遠(yuǎn)離高度敏感的信號(hào)，此外，通過(guò)根據(jù)功能對(duì)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
如果你這樣做的話(huà)，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(hào)超過(guò) 1 MHz 的頻率時(shí)，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(shí)，這些組件也會(huì)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(shí)將電容或電感移動(dòng)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(xiàn)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(shí)，情況確實(shí)如此。然而，最小化連接的長(zhǎng)度可能會(huì)產(chǎn)生熱問(wèn)題，導(dǎo)致局部熱量的不均勻積累。
乍一看無(wú)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。
放置散熱元件
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(huì)顯著升溫。很有可能，你已經(jīng)包含了一些散熱過(guò)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(méi)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(shí)，這同樣適用。
10、不要重疊零件
重疊的零件可能會(huì)由于組件之間的電流流過(guò)而導(dǎo)致短路。
11、盡可能將所有部件放在一層上
一層上許多設(shè)計(jì)需要多層 PCB 來(lái)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(shí)，因?yàn)楹附庸に噯?wèn)題不得進(jìn)行雙多通道，這可能會(huì)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(duì)齊，所有 IC，無(wú)論其占位面積如何，都有一個(gè)引腳 1 標(biāo)記。
如果你不希望每次提交設(shè)計(jì)時(shí)組裝人員都抱怨，還是把放在它們都在同一方向上對(duì)齊。并且這可以提高組裝過(guò)程的效率且減少了放置錯(cuò)誤。
組件上的標(biāo)準(zhǔn)化引腳 1 方向。
13、為銅跡線(xiàn)騰出空間
電子產(chǎn)品需要更小的 PCB，但有時(shí)你需要堅(jiān)持使用最佳尺寸，不然你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)不可能完成所有走線(xiàn)的布線(xiàn)。放置元件時(shí)，要確保有足夠的間隙讓銅線(xiàn)穿過(guò)，尤其是在有數(shù)百個(gè)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(shí)間并最大限度地減少走線(xiàn)長(zhǎng)度，因?yàn)楹芏嗖考迅鶕?jù)原理圖進(jìn)行邏輯分組。
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
