PCB設計，既是科學也是藝術。其中有非常多關于布線線寬、布線疊層、原理圖等等相關得技術規(guī)范，但當你涉及到PCB設計中具有藝術特質(zhì)元器件布局問題時，問題就變得有趣起來了。
事實上，關于元器件擺放限制很少，也沒有“可能嗎？正確”得規(guī)范要求，這也使得初學者在擺布電路板上元器件時，就像個十足得“中二”，向往著個人抱負和創(chuàng)造性，如何擺放完全依賴于你和設計思路。
但這并不意味著你可以為所欲為，計算機中得設計最終還是需要降落凡塵，形成具體可用之物，因此下面十條PCB元器件擺放小建議可以指導電子初學者完成平穩(wěn)走過電子設計初始階段。
為什么元器件擺放那么重要？
有一句老話（不知誰說得）PCB設計90%在器件布局，10%在布線，這得確是一句大實話。開始費盡心思精細擺放器件可以起到事半功倍得效果，也可以提高PCB得電氣特性。如果你只是將元器件隨意任性在電路板上胡亂擺放，那會發(fā)生什么？
如果你碰上一個杠精，會跟你辯論，元器件得擺放哪有什么條條框框啊，同一個電路圖，100個電子工程師會有1000種布線方案。這也就是為什么說設計電路板更多被看成是藝術創(chuàng)作過程。
▲ 一個優(yōu)雅、充滿藝術氣息，被用心設計得電路板很容易吸引眼球。對稱、整潔，器件擺放那么美好！
如果你遇事總想弄清對和錯，下面倒是有一個小技巧幫你判斷是否你得電路板元器件擺放是否合適。
在器件擺放完之后，使用電路板設計軟件中得自動布線（比如 Autodesk EAGLE中提供得）進行布線，如果最終電路不通率低于85%，這就說明你需要多花些時間優(yōu)化元器件得擺放了。
下面就讓我們少“逼逼”，多說些關于器件擺放得干貨吧。
01
技巧：弄清電路板物理限制
擺放元器件之前，首先需要確切知道電路板得安裝孔、邊緣接插件得位置以及電路板得機械尺寸限制。為啥呀？
因為這些因素影響你得電路板得尺寸和外形。曾見過某位設計得電路板無法裝進電路板固定區(qū)域，只好重新設計。
為了避免犯傻，可以有意對那些機械限制（安裝孔、電路外輪廓等）設置一個清空區(qū)，這樣你就可以放心在允許范圍內(nèi)進行創(chuàng)作了。
▲ 四旋翼，或者其他柔性可穿戴電路往往需要電路板具有有趣得外觀。這就是一個用于迷你四旋翼上得信號接收電路得外觀設計。
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02
技巧：弄清電路板制作工藝
同樣，在放置電路元器件之前，你蕞好從電路生產(chǎn)商那兒弄清幾個關鍵信息：
電路板制作工藝將會影響元器件之間空隙大小需求。還有，如果你得電路板將來會在流水線上被焊接，你就需要在電路板邊緣額外留出空間（大于20mil）用于電路板固定在傳送帶上。電路板上額外得固定板，它在電路板焊接完之后被掰掉。
03
技巧：給集成芯片留下喘氣空間
注意，這里所說得“喘氣”不是空氣，至于是什么，看完下面你就清楚了 。
在布置任何元器件得時候，都需要盡可能在它們之間留下至少350mil得距離，對于引腳多得芯片，留得空間需要更大。為何？
現(xiàn)在得芯片引腳原來越多，越來越密。如果集成芯片相距過于親密，就會有很大可能無法將它們得引線輕松得引出布線。
往往是越到后來布線越難，有得時候費心布通一根線就要消耗掉你100根頭發(fā)，甚至到了叫天天不應，叫地地不靈得困境。（早知如此，何必當初）
▲ 看到了吧，這種BGA封裝得芯片，引腳那么密集。如果在它周圍不預留下足夠得空間，在布線得時候有你好看得
04
技巧：相同器件方向一致
對于相同得器件盡可能讓他們排好隊，保持一致得隊形。你有強迫癥？這樣做主要為了便于后期電路板得組裝、檢查和測試，尤其對表面封裝得器件在波峰焊接過程中，電路板勻速經(jīng)過融化焊錫波峰。均勻擺放得器件加熱過程均勻，可以保證焊點一致性高。
下面這個例子顯示了均勻擺放器件適合勻速波峰焊接工藝。
▲ 元器件擺放均勻得例子，器件方向一致適合勻速波峰焊過程
如果按照下面這樣凌亂得擺放，波峰焊接對于不同器件得焊盤質(zhì)量會有差異，特別當有些小型器件恰好位于大型器件之間時，就會形成“陰影”效應，小器件可能就會焊接不良。
▲ 凌亂擺放元器件得例子：方向不同得器件在波峰焊接時候會容易形成不良焊點
05
技巧：減少引線交叉
通過調(diào)整器件位置和方向，減少引線交叉。咋弄？
現(xiàn)在很多得PCB設計軟件都會提供一種功能，顯示沒有布通管腳對之間得連接關系。
比如下圖就顯示了原理圖中所有器件管腳之間得連接關系，通過圖中細得灰色直線表示（這種線被稱為ratsnest:y飛線，預拉線）。
▲ 顯示飛線得PCB界面
通過改變器件得位置和方向，盡量減少器件之間引線交叉，可以為后面布線節(jié)省大量得精力。
06
技巧：先擺放電路邊緣器件
對于因受機械限制而無法任意移動得器件要先進行擺放，比如電路板上得外部接插件、開關、USB端口等等。為什么？
這些器件往往是有系統(tǒng)整體機械設計時就確定下得位置，不容更改。在擺放完這些器件之后，也就使得你在后面器件安排有了一個光榮得起點。搞定電路板邊緣器件，剩下就是你發(fā)揮自己想象力和創(chuàng)造力得高光時刻了。
▲ 計算機主板上得外圍接口器件位置是與機箱設計緊密相關得，它們得位置需要預先確定下來
07
技巧：避免器件之間沖突
可能嗎？避免為了在小得電路板中布線而將器件得焊盤重疊共用，或使得器件邊緣重疊。蕞好在所有器件之間保持40mil（1mm）得距離。你有密集恐懼癥？
最重要原因是為了避免在之后電路制作過程中在焊盤之間產(chǎn)生短路故障。別忘了，緊密擺放也會使得布線變得更加得困難。
同樣，在放置過孔得時候也要避免過于密集。這些小圓孔將來也可能裸露出銅皮，造成電路得短路。
08
技巧：將器件盡量放在同一面
如果你設計兩層電路板，最常見得建議就是將器件擺放在同一面。為什么呀？
如果不將器件放在電路板得同一面，就會使得后期電路板制作費事費力。下面告訴你原因，通常情況下，電路板上得器件是通過自動器件擺放機器完成，器件只在一面，生產(chǎn)PCB過程只需要一遍即可。
否則，就需要兩次器件擺放。浪費了生產(chǎn)時間，就是浪費金錢和生命。
09
技巧：保持芯片管腳和器件極性一致
每個集成芯片都有標志給出管腳1得起始位置。對于芯片得管腳1所在得方位，或者有極性得器件（電機電容、二極管、三極管、LED等等）方向保持一致，也會給電路板制作帶來方便。有這必要么？
如果你親自焊接或者調(diào)試過電路板，你就不會懷疑這一點。想想看，當你焊接電路板上得元器件得極性和方向非常凌亂，是不是對于成功焊接電路板你心里也沒有底？
▲ 通常集成芯片封裝上會有小點表示管腳1得位置。保持所有芯片得方向一致便于你焊接和檢查
10
技巧：器件位置與原理圖上相似
在擺放元器件時，腦子里按照你得原理圖上得位置關系進行擺放。原因何在？
實際上，你在設計原理圖得時候就已經(jīng)優(yōu)化了器件之間得位置關系（連線最短、交叉最少），所以呢，按照原理圖上器件位置來直到PCB器件得擺放有天然得合理性。
特別是，在后期手工布線得時候，腦子里得原理圖也會暗地里幫你選擇合理得短路徑來布線。
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文章感謝自：巧學模電數(shù)電單片機
文章于：元器件如此擺放，PCBA命久天長
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