PCB设计与组件放置的风险效益分析

2019年12月12日

孩子玩玩具恐龙的画面

我不知道为什么，但塑料恐龙和填充动物必须按特定的顺序排列。至少，我的小家伙是这么坚持的。也许在一个3岁孩子的世界里，这种特定的模式有一些意义。我不知道有多少次我把剑龙交给他，却被告知这不是正确的恐龙，我应该更清楚地把霸王龙交给他。有了这种强迫需要得到完美的动物位置，我只知道他会成长为一个伟大的PCB设计师。

将我们的组件放在正确的模式是布局印刷电路板设计的一个非常关键的部分。在放置过程中，您需要平衡许多事情，包括信号完整性，机械冲突，当然还有PCB组装问题。对大多数PCB布局工程师来说，在组件放置中进行风险效益分析已成为他们的第二天性，以确保部件被正确放置。如果这对你来说是新的，让我再解释一下我的意思。

什么是组件配置的风险效益分析?

风险收益分析将一种情况的风险与其收益进行比较。在印刷电路板设计，目标是将组件放在板上，以满足电气性能、机械约束和可制造性的所有要求。风险在于最优位置可能会影响板的操作或如何制造，而好处是一个完美的运行板，很容易制造。

PCB设计者在放置组件时，他们总是依靠自己的技能和经验来分析板并做出最佳的放置选择，但这种情况正在改变。越来越复杂的设计和更短的设计周期突出了设计师在做出这些布局决策时需要额外的帮助。

在将组件放置到板上时，设计师必须满足许多要求。第一种方法是布局组件，使其有足够的空间容纳所有跟踪路由。对于当今高密度的复杂设计来说，这可能是一个巨大的挑战。

设计师还需要确保组件被安排到最佳状态适合信号和电源的完整性设计需求。也有机械约束，必须观察，以使板适合与其他系统组件在最终的外壳。最后，组件需要放置在这样一种方式，董事会将通过其所有的制造过程没有任何问题。

一个成功的PCB设计必须满足所有这些要求，设计师越来越多地求助于他们的设计工具。

组装电路板的部件图片

做出正确的组件放置选择对成功的设计至关重要

PCB设计工具的哪些特性可以帮助布局分析?

多年来，PCB设计工具不断增强新的功能和功能。它们现在有几个功能，可以帮助PCB设计者分析和做出最佳的组件放置决定。以下是其中的一些特点:

阻抗计算器组件放置的位置将部分取决于它们之间需要如何相互连接。在高速设计，这涉及到了解有多少板层可用于路由，以及如何最好地配置板层堆叠。PCB设计工具中的阻抗计算器将有助于做出这些决定。
板层堆叠实用程序这些生成器将获取您所拥有的板材料信息，并帮助您创建最适合你的设计的层堆叠．从一个正确的图层堆叠开始，将防止你不得不更换组件，以适应任何图层堆叠的变化。
规则与约束管理:可以设置设计规则，以管理特定组件或组件类别与其他板对象的距离，以获得最佳的可制造性。此外，还可以为特定的组装过程设置规则，这将有助于防止在设计周期的后期更改DFM位置。
放置平面布置图:设计工具的规则驱动方法将允许工程师在放置过程中将组件分配到特定区域。这将确保所有所需的电路都被考虑在内，并且不会有任何组件被遗漏，从而迫使稍后进行更改以适应它们。
路由平面布置图:利用工具中的流程规划和路由引擎功能，PCB设计人员可以提前看到高密度路由区域的位置，并进行相应的规划。这将允许微调组件的位置，以适应所有的路由前需要路由启动，这样您就不必在以后为了寻找更多的路由空间而撕毁布局。
信号和电源完整性工具:通过分析您的设计的信号和电源需求，您可以更好地定位组件最优信号性能而且清洁能源分布．这将使您不必在以后重做已经完成的设计部分以提高设计性能。
3 d工具:使用您的设计工具的3D查看和检查功能，您可以看到组件的位置将与其他组件、板机械功能，甚至其他系统板和外壳发生冲突。这将使您不必重新设计电路板的主要部分，以替换最初位置不正确的组件。