代码收藏家技术教程 2023-05-17

立创EDA——PCB的布局（四）

立创EDA

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前言

前面绘制了原理图，最重要的就是绘制PCB了，第一步就是该怎么去布局。

一、元器件的放置

立创EDA提供了布局布局传递功能，在你的原理图中选中元器件，然后按ctrl+shift+x，他就传递到了PCB文件中，这个好处是，他的布局和原理图画的是一样的。

二、元器件的布局

1.确定电源的方向

电源比较随意，上下左右都可以

2.摆放其他元器件

比如说我们有几个触摸按键要摆放，肯定要摆放到外面的位置，然后对应放置按空格调整位置，放置完成之后，可以选择对齐方式，让你的布局看起来更规范

主控芯片我们通常摆放到正中央，其他器件就是要根据你的原理图以及你想要怎么设计进行布局。

最终的目的就是你在布线的时候能够更方便。可以通过观察PCB走线略微改动你的原理图，然后更新PCB就行了。

三、PCB元器件布局

根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性（Placement edit ->Fix）。
根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。针对元器件可进行相应特殊处理。

布局操作的基本原则

遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。比如说一些重要电路，核心板块，最小系统部分电路，高频高速模块电路等等。
布局中应参考原理图，先把原理图中的小模块分别大致位置摆放完成后，再根据单板的主信号流向规律安排各个小模块的摆放，并且对实现排放好的小模块进行适当的调整。比如一些DCDC电路，等一些特定功能的小模块。

布局应尽量满足以下要求

总的连线尽可能短，关键信号线最短；
高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开；
模拟信号与数字信号分开；
高频信号与低频信号分开；
高频元器件的间隔要充分。
相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局。
按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局。
器件布局栅格的设置，一般 IC 器件布局时，栅格应为 50–100 mil；小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于 25mil。根据实际情况进行设置。
同类型插装元器件在 X 或 Y 方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在 X 或 Y 方向上保持一致。
发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。对于某些大功率发热器件需要进行一些特殊处理，比如加散热鳍或者通过将元器件通过导热硅胶片与外壳进行紧密连接，通过将热倒到外壳上面进行散热。
元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元器件周围要有足够的空间。塑料壳体的元器件位置与小的贴片器件位置需要考虑。
BGA 与相邻元件的距离>5mm；其它贴片元件相互间的距离 >0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于 2mm；有压接件的 PCB，压接的接插件周围 5mm 内不能有插装元、器件，在焊接面其周围 5mm 内也不能有贴装元、器件。
对于一些需要过静电测试的产品，其器件放置尽量离板边缘距离大于3.5mm；如果板子空间有限，可以在离板边缘大于0.45mm出打过孔到地；或者在容易接触到静电的接口电路处设计加ESD二极管防静电处理。
IC 去偶电容的布局要尽量靠近 IC 的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。为了达到去耦最佳效果，减小寄生电感，电源与地需经过去耦电容两端，然后再连接到IC电源和地两端。去耦电容接地端进行通过打过孔进行接地，最好不要两个去耦电容共用同一个地孔。如果是双去耦电容需要将容值较小的电容靠近芯片电源脚，一般差值大于100倍，一般做退耦处理前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。另外去耦电容还能满足芯片内部晶体管导通时所需的瞬态电流。
元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。可将不同电压的电源部分分别放置，有利于维修及查找问题。
用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过 500mil。匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。
射频天线部分电路的元器件放置最好按照参考设计进行摆放，并且再保证阻抗匹配的条件下，线要尽可能的粗而短，可与电感或者电容焊盘一致，摆放要考虑到布线，不能有直角或者锐角，如需要拐弯则最好采用弧形走线，可将元器件呈45度摆放或者自由角度摆放。
布局完成后打印出装配图检查器件封装的正确性，并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系，经确认无误后方可开始布线。一定多次检查，布局完成后基本整个PCB设计基本完成了70%，好的布局应该已经考虑到后面的布线，完成后只需要按照思路进行拉线即可，如果布局不够成熟或者有缺陷，对后面的拉线影响很大，甚至需要整体重新进行布局。