PCB组件定位的最佳零件位置考虑

2021年5月17日

关键的外卖

PCB占地的考虑可以影响组件的位置
电气和可制造性与PCB组件的定位有关
使用您的PCB设计工具来帮助您放置零件

颜色编码的视觉线索有助于提供针对特定时间约束值的位置指导。

你有没有发现自己在单行道上逆行?当你突然意识到自己的错误时，没有什么比恐惧和尴尬更令人震惊的了。朝着错误的方向前进肯定会给你和你的车带来困难，就像把组件指向错误的方向会在PCB设计中产生问题一样。不，这些部件不会在交通事故中嘎吱作响，但它们的方向会影响电气性能和电路板的可制造性。

曾经有一段时间，较老的电路板较慢的电路让PCB设计者有了更多的自由度将他们的组件．如果需要更长的轨迹来传送零件，这不是一个大问题。随着当今设计中更快的信号速度、电力完整性和热的考虑，这种奢侈已经不复存在。布局团队在决定PCB组件的设计方向时，必须考虑电气性能和可制造性的需求。以下是对为什么这是如此重要的一个更深入的研究。

PCB库放置元件的注意事项

电路板上组件的正确定位从如何构造组件位置开始。如果零件的构建不正确，即使正确的组件方向仍然会导致零件连接错误。这是非常容易交换两个引脚周围的极化部分，二极管将经常得到他们的阴极和阳极误解。有时，有多个引脚的零件会在引脚1在错误的位置或他们的编号序列都是无序的。

为了防止这些问题，最好随时准备最新的数据表和零件信息建筑PCB组件占地面积．另一个有用的工具是正在使用的设计工具中的构建向导和实用程序部分。今天的许多工具也连接到在线图书馆服务，允许您下载部件信息，包括原理图符号、PCB足迹、3D步长模型等。有了这些服务，你可以为自己节省很多通常用于图书馆工作的时间。另一个好处是，这些模型中的大多数直接来自部件制造商，确保您在设计中使用的部件是正确的。

您还可以对组件占用做一些事情，这将有助于布局中的部件位置。如果可以的话，在您的脚印中放置标记组件的极性并固定一个位置。这将有助于以后的布局，以正确的方向放置部分，这是必不可少的董事会的最佳电气性能，我们将看到下一步。

使用外部库浏览器将符号、足迹、数据表和图像下载到设计中

PCB元件定位及其对电性能的影响

曾经有一段时间，一个电路板可以把它的部件布置得很美观，而且它的性能也一样好。然而，这不再是今天的情况，PCB组件必须放在具体的分区根据其功能进行最优性能。它们还必须正确定位，以满足它们所服务的信号或电源电路的需要。

高速信号

高速电路不仅仅是单点对点的连接。高速电路通常由多个网络组成一个完整的信号路径。例如，信号路径可能从一个源开始，然后经过一个电阻，然后在负载处终止。因此，信号路径由两个网组成，中间有一个电阻器，为了获得最佳的信号完整性，两个网需要作为一个网来处理。为了实现这一点，电阻器必须定向，以提供信号路径的两个网络之间的最优连接。

高速路由还包括包含许多网的内存和数据总线。这些网络不仅需要为它们的跟踪路由提供空间，而且还需要为逃生通道提供空间。这要求连接到这些网络的所有组件都朝向最优的方向，以实现最短的跟踪路由。同样，作为阻抗控制网一部分的组件必须面向最短和最直接的连接，特别是那些需要用微分对路由的组件。

电力供应

电源组件也必须在放置过程中面向最优的连接配置。以减少电感和电阻以及噪声，可以创造在大电流电源跟踪时，路由必须尽可能短而直接。这将需要一个非常紧的位置的电源部件和可能一些不寻常的组件的方向。此外，电源组件也应全部放置在板的同一侧，以帮助短和直接布线。

满足所有这些信号和电源完整性的需求将需要一些创造性的PCB组件的位置。为了获得最佳的信号和电源路由，其中一些部件可能最终不得不以奇数角度定位，而不是通常的90度增量。关键是首先与你的制造商检查，看看他们可以和不可以在开始你的板安置。

来自Allegro的PCB布局的3D截图

组件放置在不同的方向，以保持跟踪路由尽可能短

可制造性和PCB组件定位

的目标可制造性设计(DFM)规则是让PCB制造更高效。这将减少错误和时间，进而减少费用。一些公司对他们的电路板设计有严格的限制，以保持所有的无源组件朝向相同的方向。这使得在装配过程中旋转这些小部件所需的时间最小化。虽然这看起来像是一个小问题，但当构建数千块板时，它可能会累积起来，每个板上都有数百个这样的被动组件。这里还有一些关于组件定位的基本制造规则，设计师应该牢记于心。

自动化装配

波峰焊:要注意将较小的双针脚组件垂直于通过波峰的电路板方向。这样，两个引脚将焊接平等。另外，在定位较高的组件时要小心，因为它们将把较小的部分推进到波中。较高的组件可能遮蔽较小的组件，并阻止它们完全焊接。
焊锡回流焊:回流焊的主要问题是如何加热零件。如果一个双引脚组件由于连接在其中一个引脚上的金属过多而加热不均匀，该部件可能会因熔化更快而被拉向另一侧。这可能导致组件在一端站立，这是一种制造错误，称为“墓碑”。为了避免这种情况，零件的方向应该不同，或者两个引脚之间的金属连接应该平衡。