布局,即在综合考虑信号质量、EMC、热设计、DFM、DFT、结构、安规等方面要求的基础上,将器件合理的放置到板面上。在高速PCB设计中,合理的布局是PCB设计成功的第一步。
今儿我们一起盘一盘PCB布局的思路和原则!
1 布局思路
在PCB布局过程中,首先考虑的是PCB的尺寸大小。其次要考虑有结构定位要求的器件和区域,如是否有限高,限宽和打孔,开槽区域。然后根据电路信号和电源流向,对各个电路模块进行预布局,最后根据每个电路模块的设计原则进行全部元器件的布局工作。
布局的基本原则:
与相关人员沟通以满足结构、SI、DFM、DFT、EMC方面的特殊要求。
根据结构要素图,放置接插件、安装孔、指示灯等需要定位的器件,并给这些器件赋予不可移动属性,并进行尺寸标注。
根据结构要素图和某些器件的特殊要求,设置禁止布线区、禁止布局区域。
综合考虑PCB性能和加工的效率选择工艺加工流程(优先为单面SMT;单面SMT+插件;
双面SMT;双面SMT+插件),并根据不同的加工工艺特点布局。
布局时参考预布局的结果,根据“先大后小,先难后易”的布局原则。
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、大电流信号与低电压、小电流信号的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开;高频元器件的间距要充分。在满足仿真和时序分析要求的前提下,局部调整。
相同电路部分尽可能采用对称式模块化布局。
布局设置建议栅格为50mil,IC器件布局,栅格建议为25 25 25 25 mil。布局密度较高时,小型表面贴装器件,栅格设置建议不少于5mil。
2 特殊元器件的布局原则
1、尽可能缩短调频元器件之间的连线长度。易受干扰的元器件不能相互挨得太近,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
2、对于可能存在较高电位差的器件与导线之间,应加大他们之间的距离,防止意外短路。带强电的器件,尽量布置在人体不易接触的地方。
3、重量超过15g的元器件,应当加支架固定,然后焊接。对于又大又重,发热量大的元器件不宜装在PCB上,装在整机外壳上应考虑散热问题,热敏器件应远离发热器件。
4、对于电位器,可调电感线圈,可变电容,微动开关等可调元器件的布局应考虑整机的结构要求,如限高,孔位大小,中心坐标等。
5、预留PCB定位孔和固定支架所占用的位置。
3 布局后检查
工程师在布局完成后需要严格检查以下内容:
PCB尺寸标记,器件布局是否和结构图纸一致,是否符合PCB制造工艺要求,如最小孔径,最小线宽。
元器件之间在二维、三维空间上是否相互干涉,是否会与结构外壳相互干涉。
元器件是否全部放置完毕。
需要经常插拔或者更换的元器件是否方便插拔与更换。
热敏器件与发热元器件是否有合适的距离。
调整可调器件和按下按键是否方便。
安装散热器的位置是否空气通畅。
信号流向是否通畅且互联最短。
线路干扰问题是否有考虑。
插头,插座是否与机械设计矛盾。
知识点盘来来盘去其实也就那么多,要说真的吸收掌握和应用,其实真的是个艰难的过程,别担心,电巢直播的存在帮助大家掌握和吸收各种知识点,本周的干货直播安排已经就位,速来围观~
3月8日 周二
杜正阔老师
《高速设计与仿真最佳实践》系列直播之【布局思路与布局实战】
1、直播内容简介
高速PCB的布局是设计的核心,可以说前面的设计预备,后面的布线,都是围绕布局来展开的,布局是否合理,决定了后续布线、生产加工等一系列活动,正所谓新手看布线,高手看布局,一块板子设计的怎么样,看布局情况就知道了。有思路的布局,不仅步骤清晰,而且有的放矢,有利于布线的实现和低成本的快速生产加工。
高速PCB讲究模块化布局,尤其是规模大、电路复杂的项目,按电路功能分解成一个一个模块,先做好各个功能模块,再把模块当做一个元器件整合起来,这种设计方法,不仅降低了设计难度,还便于对不同或相同单板上相同功能模块的复用,大大提升了设计效率。
本期直播是《高速PCB设计与仿真最佳实践》系列直播课程的第三课,将对实战项目PCB上的器件布局思路和方法进行讲解,通过实际的布局演示,展示高速PCB的布局流程。加入学习计划的学员还可以通过巢粉引擎的“高速PCB互连设计实训”流程进行布局实战,体验专业化、规范化的设计流程,让一切变得有章法可循。
2、讲师介绍
杜正阔老师:
原国内知名企业高速设计专家
EDA365 cadence allegro论坛特邀版主
20多年高速PCB设计、仿真经验。曾任港湾网络、一博科技、兴森快捷等高科技企业工程师、高级工程师、设计经理等职务,设计过的产品涵盖通信、医疗、工控、计算机、雷达、消费类等多个行业。
个人主要出版物:
《Cadence Allegro 实战攻略与高速PCB设计》
3、直播要点
不同单板类型布局思路
化繁为简的设计思想
高速PCB叠层评估步骤
你将收获:
了解高速PCB布局设计思路
掌握高速PCB布局方法
掌握高速PCB叠层评估技巧
4、适合对象
PCB设计工程师
信号完整性工程师
硬件工程师
电子相关专业学生
电路设计工程师
电子设计工程师
直播时间:
3月08日晚上20:00
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3月10日 周四
马永健老师
《系统级的EMC》(一)
1、直播内容简介
随着自动驾驶,5G通讯,人工智能的实现,以及海、陆、空、天、电、网一体化的战争模式的打开,IC的计算速度越来越快。计算速度提高了,高次谐波丰富了,伴随而生的电磁环境也就恶劣了。
继空气污染、噪声污染、水质污染之外的第四大污染——电磁污染也越来越严酷了。
高速发展的电子信息技术给人们带来了高效和便利的生活,但伴生的电磁辐射却带来日益严重的EMI问题。
设备和分系统级的EMC设计、分析和评估技术,已经获得工程师们的高度认可。系统级的EMC技术也越来越清晰地走进了人们的视野。
本课程将运用通俗易懂的语言,结合插图和案例,从工程角度出发,阐述系统级的EMC问题的成因和解决EMC问题的重要关注点;
详细解说系统级的EMC设计方案的涵盖范围;
明晰保证系统级的EMC的阻抗特性;
剖析系统级的EMC的搭接结构。
2、讲师介绍
马永健老师:
原深圳兰博滤波科技有限公司首席EMC专家
EDA365电磁兼容、安规论坛特邀版主
电子技术标准化研究所特聘EMC讲师,高级工程师,中国高科技产业研究会特聘EMC讲师,中国高科技产业研究会高级会员,中国电子学会高级会员,江西宜春学院客座教授。
3、直播要点
(1)等电位体是控制系统级EMC的最有效的结构形式
(2)搭接件的选用直接影响着系统级的EMC
(3)良好的搭接可以减弱EMI效应
4、适合对象
PCB工程师
EMC工程师
仿真工程师
测试工程师
电子爱好者、相关专业学生
直播时间:
3月10日晚上20:00
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