PCB组件朝向的最佳零件放置考虑因素
关键的外卖
PCB占地面积的考虑可能会影响组件的位置
电气和制造性与PCB组件方向有关
使用您的PCB设计工具来帮助您放置部件
颜色编码的视觉提示有助于针对特定的时间约束值提供放置指导。
你是否曾发现自己在单行道上逆行?当你突然意识到自己的错误时，没有什么比这种恐惧和尴尬更令人震惊的了。像这样朝着错误的方向前进肯定会给您和您的汽车带来困难，就像将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被压碎，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，旧电路板的电路速度较慢，使PCB设计师在如何设计它们方面有更多的自由度放置它们的组件．如果需要更长的轨迹来路由部件，这不是一个大问题。随着信号速度的加快、电源完整性的考虑以及当今设计中的热考虑，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。以下是为什么这是如此重要的一个更深入的研究。
PCB库放置组件的注意事项
电路板上组件的正确定位始于组件占用的构造方式。如果该部件的构建不正确，即使正确的组件方向仍然会导致连接错误的部件。这是非常容易交换两个引脚周围的极化部分，二极管经常会得到他们的阴极和阳极也误解。有时，有多个引脚的零件会在制造时引脚的位置错误或它们的编号顺序都乱了。
为了防止这些问题，最好是有最新的数据表和零件信息在手边构建PCB组件占地面积．另一个有用的工具是在您使用的设计工具中构建向导和实用程序的部分。如今，许多工具还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占地面积、3D步骤模型等。有了这些服务，你可以节省很多通常花在图书馆工作上的时间。另一个好处是，这些模型中的大多数直接来自组件制造商，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空间做一些事情，这将有助于布局中的部件放置。如果可以的话，在你的脚印上放置标记，标记组件的极性，并固定一个位置。这将有助于以后的布局，以放置在正确的方向，这是必不可少的板的最佳电气性能，我们将看到接下来。
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元件取向及其对电性能的影响
曾几何时，电路板可以按照美观的方式摆放，而且性能也一样好。然而，这种情况已经不再存在了——今天，PCB组件必须放置在其中具体的分区根据其功能获得最佳性能。它们还必须正确定位，以满足它们所维护的信号或电源电路的需要。
高速信号
高速电路不仅仅是一个点对点的连接。高速电路通常由多个网络组成，它们共同构成一个完整的信号路径。例如，信号路径可以从源开始，然后经过电阻，然后在其负载处终止。因此，信号路径由两个网络组成，中间有一个电阻，为了获得最佳的信号完整性，两个网络需要作为一个网络一起处理。为了实现这一点，电阻必须定向，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络的内存和数据总线。这些网络不仅需要空间来进行跟踪路由，而且还需要空间来提供逃脱通道。这要求连接到这些网络的所有组件都朝向尽可能短的跟踪路由的最优方向。以同样的方式，作为阻抗控制网络一部分的组件必须面向最短和最直接的连接，特别是那些需要用差分对路由的组件。
电力供应
在放置过程中，电源组件也必须面向最优的连接配置。以减少电感和电阻，以及噪音，可以产生大电流电源跟踪，路由必须尽可能短和直接。这将需要一个非常紧密的位置的电源部件和可能一些不寻常的组件方向。此外，电源组件也应全部放置在电路板的同一侧，以帮助进行短而直接的布线。
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。其中一些部件最终可能不得不以奇数角度定向，而不是通常的90度增量，以实现最佳的信号和电源路由。关键是要先检查你的制造商，看看他们可以和不能在开始你的板放置。
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，从而减少费用。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。这最大限度地减少了在组装过程中旋转这些较小部件所需的时间。虽然这似乎是一个小问题，但当构建数千块板时，每个板上都有数百个这种被动组件时，它就会累积起来。以下是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:要注意将较小的两脚组件垂直于电路板通过波峰的方向。这样，两个引脚将被相等地焊接。此外，要注意定位较高的部件，因为它们将使较小的部件进入波浪。较高的组件可能会遮蔽较小的组件，并阻止它们完全焊接。
焊料回流焊:回流焊的主要问题是零件是如何加热的。如果一个双管脚组件由于连接在其中一个管脚上的金属过多而被不均匀地加热，该部件可能会被拉向另一侧，因为它融化得更快。这可能会导致组件一端立起来，出现制造错误，称为“墓碑化”。为了避免这种情况，零件应该有不同的方向，或者两个引脚之间的金属连接是相等的。
返工与测试
如有必要，技术人员需要接触电路板上的部件进行调试和返工。如果元件的朝向不是最佳的，或者被放置在它们难以到达的地方，这也会增加PCB制造的时间和费用。以同样的方式，自动化测试将要求测试点和组件之间以及测试夹具的板边缘之间的特定间隙。组件可能需要旋转以腾出更多空间。
在考虑PCB布局中的组件朝向时，需要记住许多要求。幸运的是，您的设计工具可以在这方面提供很多帮助，我们接下来将讨论这一点。
在Cadence的Allegro PCB编辑器中设置组件放置的清除规则
使用PCB设计CAD工具帮助组件放置
CAD工具中内置了许多不同的功能和实用程序，可以帮助PCB组件定向，例如我们前面看到的在线库服务工具。简单地改变网的颜色或其他布局参数还可以帮助简化组件的放置。对于需要在板上固定方向的部件，在放置它们时考虑限制它们旋转的能力。这通常可以通过不同的工具参数来设置。
尽可能多地使用你的设计规则和约束也是很重要的。这些规则完全设置，您将从您的CAD系统得到在线警告，如果您放置了一个零件，在清场违规给另一个。上图显示了如何在Cadence 's Allegro PCB Editor中为布局设置位置规则。这些同样的规则也用于在3D中查看电路板，以检查设计中其他机械物体的间隙。
要了解更多关于如何在PCB布局过程中避免一些更常见的可制造性设计(DFM)规则的信息，请查看我们为您提供的信息电子书．
如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，跟我们和我们的专家团队谈谈吧．