導電圖形布局設計

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一、布局

布局是導電圖形設計的第一步也是PCB 設計的關鍵之一，它是按照各項性能的要求和元器件的外形幾何尺寸，將元器件的位置均勻整齊地布置在布線區(qū)內(nèi).布局合理與否將直接影響布線的效果.進而影響PCB 組裝件和整機的性能劇可靠性，并且也影響PCB 及其組裝件加工租維修的難易程度.在采用CAD 布局時有兩種方式，一種是自動布局，另一種是交互式布局.在板上元器件密度較高、電路復雜時，一般都是采用交互布局或在自動布局的基礎上用交互式布局進行調(diào)整·根據(jù)電磁兼容性和熱設計要求且預計布線密度的分配情況調(diào)整到便于布線的最佳布局.完成布局后應將有關信且返回并標注于原理阻使印制植中的有關信息和數(shù)據(jù)與原理因一致·作為以后遮擋相更改設計的依據(jù).布局既要保持整齊、呈現(xiàn)衛(wèi)要滿足內(nèi)在性能要求.

1 布局的通用要求

(1)布局要考慮板的整體性，規(guī)劃板的尺寸，應按結構設計要求考慮大小適當元器件分布相對均勻、排列整齊美觀;盡量使所有元器件且的質(zhì)量重心位于板的中心.以免印制敏受熱或查機械應力時產(chǎn)生變形.

(2) 接電路功能單元劃分布局區(qū)域。同一電路單元的元器件應相對集中排列以降低干擾便于調(diào)試和維修.

(3)相互有關聯(lián)的電路單元區(qū)域應盡量靠近，同一電路單元中心相互連續(xù)的元器件應相對靠近排列以利于提高布線密度劇達到走線距離最短.

(4 )考慮熱設計要求，對熱敏感的元器件應遠離發(fā)熱量大的元器件布置.對需要散熱的元器件。應留散熱對流通道.如果對元器件需要安裝散熱器布局應留出散熱器安裝租固定的位置.

(5) 布局應便于元器件的安裝、焊接和拆卸，CPU 、BGA VSII. 等器件2mm 范圍內(nèi)不要再布設其他元器件，并且應考慮適應咆于裝聯(lián)工藝的要求.

(6) 表面貼裝元器件焊接踹子的排列方向盡最一致，以便在進行波峰焊時可以調(diào)整燁接方向垂直于焊盤，以減少焊料的橋接和元器件體遮擋引起的"陰影效應"而影響焊接質(zhì)量.

(7) 質(zhì)量較繭的器件(一般每根元件引線承重大干7g) 應考慮加固措施，或盡量安排在靠近支撐點附近，對質(zhì)量過繭的大功率變壓器、繼電器等.應另行安裝一般不布設在板上.

(8) 連接器一般設置在板的邊緣，并要考慮它的機械和電氣安裝的特性.留出足夠的安裝空間.

(9) 布局應考慮使回路面積最小(見圖8-4) .這樣有利于減小磁場的耦合和增加布線空間.在布設IC 器件時應將器件電源和接地引腳盡量靠近電源線和地線.如圖8-4 所示.其中圖8-4(a) 是一種簡單租劣的布局，用計算機很容易做出來但是在高速、高頻電路中容易產(chǎn)生ESD-感應場;采用圖8-4 (b). 環(huán)路面積比較小;圖8-4 (c) 是多層板時的布局.其環(huán)路面積更小.由此可以看出景用設置接地層和電源層的多層印制板。能有效地減少接地的環(huán)路面積提高印制板的電磁直在容性.

2 布局的電礁兼容性考慮

布局的合理性對PCB 電磁兼容性影響很大，布局時應充分考慮第六章所敘述的引起電磁兼容問題的原因采取應對措施，改善板的電磁兼容性.通常果取以下布局方式有利于提高板的磁兼容性.

(1)對易產(chǎn)生噪聲的器件如繼電器、大電流開關器件和邏輯電路等，在布局時應盡量遠離或采取屏蔽措施.

(2) 數(shù)字電路與模擬電路、強信號與弱信號的電路應分開布設.電源電路應遠離敏感電路以兔相互影響.

(3)對時牌電路、高頻振蕩電路和模擬小信號電路等對電磁兼容性要求嚴格的電路應單獨考慮.遠離電磁敏感電路，采用地線或地線后將其隔離.

(4 )布設有信號進行印制板的邏輯器件時，應盡量將其布設在電連接器附近;當需要在印制板上布置的邏輯器件速度不同時.應按圖8-5 將高速器件(快速邏輯器件、時鐘攝蕩器等)布置在靠近邊緣連接器附近,將低速、低頻邏輯器件和存儲器等安置在遠離連接器的范圍內(nèi)。這有利于減小共阻抗耦合、輻射和走線的交叉干擾.

(5) 合理設置去耦電容.去耦電容分為旁路去耦電容(又稱整體去耦)、局部去耦電容和體電容(衛(wèi)稱容納電容)3類。應根據(jù)去剩的功能要求將電容布設在合適的位置，盡量靠近需要去耦的器件和接地線，使連接電容器的導線越短越好，才能發(fā)揮去耦的效果.這是因為連接電容的導錢枝，在高頻時感抗大，會降低去耦效果，電容也應采用短引線或貼裝的無引線電容。

設置旁路去耦電容是為了補償電路板工作時產(chǎn)生的△i噪聲電流，保證工作電源電壓的穩(wěn)定.所以應把它設置在靠近PCB外接電源和地線的位置，即設置在靠近I/O 端的電源線(層)和地線(層)之間.這樣既有較好的低顏去藕效果又可以節(jié)省布線空間.

局部去耦電容為IC 的瞬變電流提供就近的高頻通道.減少向外輻射的噪聲，仰制了阻抗耦合.同時還可以穩(wěn)定IC 的供電電壓.所以應將其設置在靠近IC與地線連接的位置.

體電容主要用于保持IC 的直流電壓和電流恒定同時也在輔助局部去耦的作用，所以也應設置在靠近IC 與地線的位置并且越近越好.

多層板中相鄰的電源層相接地層是一個很大的去搞電容器可以靠增大電源相接地層的面職增大板間電容.

(6) 裝有高頻變壓器、大功率繼電器等能產(chǎn)生磁場元器件的印制板，應對這些器件進行屏蔽或遠離易被干擾的元器件安裝.并且與這些產(chǎn)生磁場的元器件相連的印制導線布線方向盡量避免與磁力線相切.

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