如何閱讀電路板（pcb）布局示意圖，分步指南2022

2022-08-25

如何閱讀電路板（pcb）布局示意圖，分步指南2022

閱讀PCB布局是指印刷電路板上電子元件布局的規則。在印刷電路板上設計電子電路時(shí)，重要的是在開(kāi)始PCB布局之前有一個(gè)清晰的計劃和詳細說(shuō)明可以做什么和不可以做什么。

PCB布局 | 初始步驟

了解電路對設計至關(guān)重要，例如了解將在每個(gè)導體電路中流動(dòng)的最大電流和電壓。了解這些值后，您將更容易確定走線(xiàn)寬度和將使用的PCB類(lèi)型。

每個(gè)軌道之間的電壓差決定了每個(gè)導體之間所需的間隙。如果沒(méi)有足夠的間隙，則每個(gè)軌道之間的電勢可能會(huì )導致PCB產(chǎn)生火花和短路。因此，在進(jìn)行PCB設計之前遵循其中一些基本要求非常重要。

如果您在進(jìn)行電子元件的PCB設計 和布局時(shí)不考慮重要的方面 ，最終可能會(huì )導致設計效果不佳。接線(xiàn)不足會(huì )導致諸如EMI、電路板任一側的組件沖突、電路功能受限甚至電路故障等問(wèn)題。

此外，如果第一次布線(xiàn)不工作，則必須重做，這可能導致生產(chǎn)延誤和額外成本。

PCB布局建議

那么，在設計印制電路板時(shí)應該考慮哪些規則和原則呢？讓我們看一下板上元素的設計和布局階段，并為每個(gè)階段定義一些基本規則。當然，還有其他選擇，但在這里，我們將嘗試向您介紹當您需要PCB設計和您應該注意的部件布局時(shí)最重要的幾點(diǎn)。

PCB設計 - 主要步驟

從您第一次想到設計到最終產(chǎn)品的那一刻，PCB布局在PCB制造 過(guò)程的每一步都扮演著(zhù)重要的角色 。話(huà)雖如此，您應該知道基本設計過(guò)程包括六個(gè)步驟。

一、軟件設計的總體思路

這個(gè)初始階段包括定義印刷電路板將執行的功能。您還應該考慮電路板將在其中運行的大致溫度范圍以及任何其他環(huán)境問(wèn)題。

2. PCB Layout中的Scheme

下一步是根據最終概念構建電路圖。該設計包括電路板電氣組件正確運行所需的所有信息，以及組件名稱(chēng)、成本、額定值和制造商零件編號等詳細信息。

在您創(chuàng )建方案時(shí)，您需要的材料清單會(huì )同時(shí)形成。該規范將包含有關(guān)您的PCB所需的所有組件的信息。始終更新這兩個(gè)文檔。

3. 板子框圖

PCB設計還包括另一個(gè)重要點(diǎn)，您可以在框圖上指定PCB的最終尺寸。標記為每個(gè)塊指定的區域，以及由于電氣原因或由于限制而連接的組件部分。將相關(guān)組件放在一起可以減少路由時(shí)間。

4.元件的放置

下一步是組件放置，它決定了您將在板上放置每個(gè)元素的位置?；旧?，需要采取幾個(gè)步驟來(lái)完全確定組件的放置。

5. 第一遍路由

然后定義鏈路的路由和路由優(yōu)先級。

6. 測試

完成電路板布局后，您應該運行一系列測試以確保您的工作符合您的需求。如果是，那么PCB設計就完成了。否則，您需要返回到需要進(jìn)行調整的步驟。

項目文件

在進(jìn)行PCB設計時(shí)，您會(huì )在此過(guò)程中開(kāi)發(fā)大量文檔。這些文件包括：

硬件尺寸圖：描述空白板的尺寸。

原理圖：顯示電路板的電氣特性。

BOM：描述項目所需的組件。

布局文件：描述基本的PCB布局。

組件放置文件：描述各個(gè)組件的位置。

組裝圖和說(shuō)明解釋了如何組裝電路板。

用戶(hù)指南：雖然不是必需的，但它們對于向用戶(hù)提供附加信息很有用。

Gerber文件集：PCB制造商將用于創(chuàng )建PCB的一組布局輸出文件。

PCB布局和設計指南

在布線(xiàn)和設計印刷電路板的過(guò)程中，必須考慮到許多細微差別。有些考慮適用于整個(gè)過(guò)程，有些則適用于各個(gè)步驟。以下是需要牢記的七個(gè)重要因素。

PCB中的費用限制

您應該注意的第一個(gè)限制與尚未完成的董事會(huì )有關(guān)。其中一些主要限制包括電路板本身的尺寸和形狀。

您需要立即確保電路板上有足夠的空間放置電路。最終產(chǎn)品的尺寸、電路板需要提供的功能以及其他因素決定了它需要多大。

在開(kāi)始設計之前，請估計電路板的大致尺寸。如果您沒(méi)有足夠的空間來(lái)容納更簡(jiǎn)單設計中所需的所有功能，則可能需要使用玻璃纖維層壓板或高密度互連 (HDI) 方法。

標準印刷電路板具有矩形形狀。在絕大多數情況下，它仍然是最常見(jiàn)的印刷電路板形式。但是，也可以創(chuàng )建其他形狀的板。大多數情況下，開(kāi)發(fā)人員這樣做是因為尺寸限制或使用不規則形狀的元素。

根據功率等級的層數

另一個(gè)重要的一點(diǎn)是所需的層數，這取決于功率水平和設計的復雜性。最好在布局設計的早期就確定需要多少層。

添加更多層可能會(huì )增加生產(chǎn)成本，但可以讓您包含更多軌道。這對于具有高級功能的更復雜的電路板可能是必需的。

對于所有大電流走線(xiàn)，至少使用兩個(gè)孔進(jìn)行層轉換。在過(guò)渡到其他層時(shí)使用多個(gè)通孔可提高可靠性、提高導熱性并降低電感和電阻損耗。

制造工藝

您還應該考慮您想用來(lái)制作電路板的制造工藝。不同的方法有不同的局限性和困難。您將需要使用在電路板制造過(guò)程中需要的參考孔或點(diǎn)。

另外，不要忘記安裝板的方法。不同的方法可能需要電路板的不同區域保持打開(kāi)狀態(tài)。使用多種類(lèi)型的技術(shù)（例如通孔和表面貼裝元件）會(huì )增加電路板的成本，但在某些情況下可能是必要的。

始終與制造商聯(lián)系，看看他們是否可以制造您需要的電路板類(lèi)型。例如，其中一些可能無(wú)法通過(guò)使用靈活設計的大量層或板來(lái)完成您的訂單。

材料和組件

在布局階段，考慮您計劃為電路板使用的材料和組件。首先，您需要確保所需的元素可用。有些材料和零件很難找到，而另一些則非常昂貴，無(wú)法找到。

元件放置順序

最基本的PCB設計規則之一涉及組件在板上的放置順序。推薦順序：連接器，然后是電源電路，然后是精密電路，然后是關(guān)鍵電路，然后是其余元件。功率水平、噪聲敏感性、生成和可路由能力也會(huì )影響電路路由優(yōu)先級。

方向

放置組件時(shí)，盡量將它們定向在相同的方向上，主要是那些彼此相似的方向。這將使焊接過(guò)程更有效率，并有助于避免過(guò)程中的錯誤。

住宿

避免將零件放置在通孔覆蓋區域后面的PCB焊錫面上。

形成

組件的邏輯形成可以減少必要的組裝步驟的數量，提高效率并降低成本。嘗試將所有表面貼裝元件放置在電路板的一側，將所有通孔元件放置在頂部。