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PCB 优化设计 (二) 星期日 , 10/03/2010 - 16:36 — 技术编辑 目前 SMT 技术已经非常成熟，并在电子产品上广泛应用，因此，电子产品设计师有必要了解 SMT 技术的 常识和可制造性设计 (DFM) 的要求。采用 SMT 工艺的产品，在设计之初就应综合考虑生产工艺流程、原材 料的选择、设备的要求、器件的布局、测试条件等要素，尽量缩短设计时间，保证设计到制造的一次性成 功。 3.5 元器件布局设计 元器件的布局是按照原理图的要求和元器件的封装，将元器件整齐、美观的排列在 PCB 上，满足工艺性、 检测、维修等方面的要求，并符合电路功能和性能要求。进行元器件布局设计时要做到工艺流程最少，工 艺性最佳。元器件布局设计的基本原则如下： (1) 元器件的排布均匀，尽可能做到同类元器件按相同的方向排列，相同功能的模块集中在一起布置；相 同结构电路部分应尽可能采取对称布局。 (2) 元器件布局遵照 先难后易，先大后小“ ”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局，其 他元器件围绕它来进行布局。 (3) 有相互连线的元器件应靠近排列，以保证走线距离最短，有利于提高布线密度。 (4) 缩短高频元器件之间的连线，减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件应隔离或 屏蔽。 (5) 对于热敏感元器件 (除温度检测元件 )，布线时应远离发热量大的元器件。发热元件一般应均匀分布，排 布在通风、散热良好的位置，以利于单板和整机的散热。 (6) 强信号和弱信号、高电压信号和弱电压信号要完全分开；模拟信号和数字信号分开；高频信号与低频 信号分开；高频元器件的间隔要充分。 (7) 热容量大的元器件排布不宜过于集中，以免局部温度低造成焊接不良。 (8) 对于电位器、可调电感等可调元器件的布局应考虑整机的结构要求。若在机内调节，应放在 PCB 上方 便于调节的地方；若在机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。 (9) 元器件的排列要便于调试和维修， QFP 、 BGA 、PLCC 等器件周围要留有一定的维修空间。 (10) 高大、贵重元器件不要放在 PCB 边缘或靠近插件、贴装孔、槽、 V-CUT 等高应力集中区，减少开裂 或裂纹。 (11) 要考虑插座、接头等元器件之间是否干涉，与结构设计是否矛盾。 (12) 同类型的插装元器件在 X 或 Y 方向上应朝一个方向放置。同类型的有极性插装元器件尽量在 X 或 Y 方向上保持一致，便于生产和检验，同一块板最多允许 2 个方向。 (13) 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时，阻、容器件的长轴方向要与波峰焊传输方向垂直，阻排 及 SOP( 脚间距 ≥1.27mm)元器件长轴方向与波峰焊传输方向平行，间距 1.27mm 的 SOP 、PLCC 、QFP 等元器件避免用波峰焊焊接， BGA 、CSP 、QFN 等元器件严禁采用波峰焊接。如下页图 3.4a 所示。 QFP 器件应按照 45 度方向排布，并增加盗锡焊盘。 SOP 等器件也应该增加脱锡焊盘。如下页图 3.4b 示。 较小元器件不应排在大元件后，以免较大元器件遮挡锡流与较小元器件焊盘接触，造成漏焊。 (14) 回流焊接和波峰焊接工艺对元器件布局限制。不同的 SMT 组装工艺，对元器件布局有不同的要求， 例如 0402 封装的元器件可以回流焊接但不适合波峰焊接。具体请参考下表 3-5 。 3.6 PCB 布线设计 布线是按照原理图和导线表布设 PCB 导线，布线的一般原则如下： (1) 布线优先次序 密度优先原则：从 PCB 上连接关系最复杂的器件着手布线，从 PCB 上连线最密集的区域开始布线。 核心优先原则：例如 DDR 、RAM 等核心部分应优先布线，类似信号传输线应提供专层、电源、地回路。 其他次要信号要顾全整体，不可以和关键信号想抵触。 关键信号线优先原则：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线。 布线层