在設(shè)計(jì)中,布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果,因此可以這樣認(rèn)為,合理的布局是PCB設(shè)計(jì)成功的第一步。
布局的方式分兩種,一種是交互式布局,另一種是自動(dòng)布局,一般是在自動(dòng)布局的基礎(chǔ)上用交互式布局進(jìn)行調(diào)整,在布局時(shí)還可根據(jù)走線的情況對(duì)門電路進(jìn)行再分配,將兩個(gè)門電路進(jìn)行交換,使其成為便于布線的最佳布局。在布局完成后,還可對(duì)設(shè)計(jì)文件及有關(guān)信息進(jìn)行返回標(biāo)注于原理圖,使得PCB板中的有關(guān)信息與原理圖相一致,以便在今后的建檔、更改設(shè)計(jì)能同步起來, 同時(shí)對(duì)模擬的有關(guān)信息進(jìn)行更新,使得能對(duì)電路的電氣性能及功能進(jìn)行板級(jí)驗(yàn)證。
考慮整體美觀
一個(gè)產(chǎn)品的成功與否,一是要注重內(nèi)在質(zhì)量,二是兼顧整體的美觀,兩者都較完美才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。
在一個(gè)PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉。
布局的檢查
印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符?能否符合PCB制造工藝要求?有無定位標(biāo)記?
元件在二維、三維空間上有無沖突?
元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?
需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設(shè)備是否方便?
熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x?
調(diào)整可調(diào)元件是否方便?
在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?
信號(hào)流程是否順暢且互連最短?
插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾?
PCB布線經(jīng)驗(yàn)(一)
這是個(gè)牽涉面大的問題。拋開其它因素,僅就PCB設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來說,我有以下幾點(diǎn)體會(huì),供大家參考:
1.要有合理的走向:如輸入/輸出,交流/直流,強(qiáng)/弱信號(hào),高頻/低頻,高壓/低壓等...,它們的走向應(yīng)該是呈線形的(或分離),不得相互交融。其目的是防止相互干擾。最好的走向是按直線,但一般不易實(shí)現(xiàn),最不利的走向是環(huán)形。對(duì)于是直流,小信號(hào),低電壓PCB設(shè)計(jì)的要求可以低些。所以“合理”是相對(duì)的。上下層之間走線的方向基本垂直。整個(gè)板子的不想要均勻,能不擠的不要擠在一齊。
2.選擇好接地點(diǎn):小小的接地點(diǎn)不知有多少工程技術(shù)人員對(duì)它做過多少論述,足見其重要性。一般情況下要求共點(diǎn)地,如:前向放大器的多條地線應(yīng)匯合后再與干線地相連等等...。現(xiàn)實(shí)中,因受各種限制很難完全辦到,但應(yīng)盡力遵循。這個(gè)問題在實(shí)際中是相當(dāng)靈活的。每個(gè)人都有自己的一套解決方案。如能針對(duì)具體的電路板來解釋就容易理解。
3.合理布置電源濾波/退耦電容:一般在原理圖中僅畫出若干電源濾波/退耦電容,但未指出它們各自應(yīng)接于何處。其實(shí)這些電容是為開關(guān)器件(門電路)或其它需要濾波/退耦的件而設(shè)置的,布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件,離得太遠(yuǎn)就沒有作用了。有趣的是,當(dāng)電源濾波/退耦電容布置的合理時(shí),接地點(diǎn)的問題就顯得不那么明顯。
在貼片器件的退耦電容最好在布在板子另一面的器件肚子位置,電源和地要先過電容,再進(jìn)芯片。
4.線條有講究:有條件做寬的線決不做細(xì);高壓及高頻線應(yīng)園滑,不得有尖銳的倒角,拐彎也不得采用直角。地線應(yīng)盡量寬,最好使用大面積敷銅,這對(duì)接地點(diǎn)問題有相當(dāng)大的改善。 5.有些問題雖然發(fā)生在后期制作中,但卻是PCB設(shè)計(jì)中帶來的,它們是:
過線孔太多,沉銅工藝稍有不慎就會(huì)埋下隱患。所以,設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少過線孔。同向并行的線條密度太大,焊接時(shí)很容易連成一片。所以,線密度應(yīng)視焊接工藝的水平來確定。焊點(diǎn)的距離太小,不利于人工焊接,只能以降低工效來解決焊接質(zhì)量。否則將留下隱患。所以,焊點(diǎn)的最小距離的確定應(yīng)綜合考慮焊接人員的素質(zhì)和工效。焊盤或過線孔尺寸太小,或焊盤尺寸與鉆孔尺寸配合不當(dāng)。前者對(duì)人工鉆孔不利,后者對(duì)數(shù)控鉆孔不利。容易將焊盤鉆成“c”形,重則鉆掉焊盤。導(dǎo)線太細(xì),而大面積的未布線區(qū)又沒有設(shè)置敷銅,容易造成腐蝕不均勻。即當(dāng)未布線區(qū)腐蝕完后,細(xì)導(dǎo)線很有可能腐蝕過頭,或似斷非斷,或完全斷。所以,設(shè)置敷銅的作用不僅僅是增大地線面積和抗干擾。 以上諸多因素都會(huì)對(duì)電路板的質(zhì)量和將來產(chǎn)品的可靠性大打折扣。
PCB布線經(jīng)驗(yàn)(二)
PCB設(shè)計(jì)中,布線是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟,可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的, 在整個(gè)PCB中,以布線的設(shè)計(jì)過程限定最高,技巧最細(xì)、工作量最大。PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種:自動(dòng)布線及交互式布線,在自動(dòng)布線之前, 可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線,輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行, 以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
自動(dòng)布線的布通率,依賴于良好的布局,布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定, 包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線,快速地把短線連通, 然后進(jìn)行迷宮式布線,先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化,它可以根據(jù)需要斷開已布的線。 并試著重新再布線,以改進(jìn)總體效果。
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