Altium Designer23原理图及PCB设计教程 课件 第七章 元器件布局

元器件布局第七章目录自动布局手动布局PCB布局注意事项装入网络表和元器件封装后，用户需要将元器件封装放入工作区，这就是对元器件封装进行布局。在PCB设计中，布局是一个重要的环节。布局的好坏将直接影响布线的效果，因此可以说，合理的布局是PCB设计成功的第一步。布局的方式分为两种，即自动布局和手动布局。自动布局是指设计人员布局前先设定好设计规则，系统自动在PCB上进行元器件布局的方法。这种方法效率较高，布局结构比较优化，但缺乏一定的布局合理性，所以在自动布局完成后，需要进行一定的手动调整，以达到设计的要求。手动布局是指设计人员手动在PCB上进行元器件布局的方法，包括移动、排列元器件等。这种布局结果一般比较合理且实用，但效率比较低，完成一块PCB布局的时间比较长。所以，实际中一般采用这两种方法相结合的方式进行PCB设计。概述自动布局布局的方式分为两种，即自动布局和手动布局。自动布局是指设计人员布局前先设定好设计规则，系统自动在PCB上进行元器件布局的方法。这种方法效率较高，布局结构比较优化，但缺乏一定的布局合理性，所以在自动布局完成后，需要进行一定的手动调整，以达到设计的要求。手动布局是指设计人员手动在PCB上进行元器件布局的方法，包括移动、排列元器件等。这种布局结果一般比较合理且实用，但效率比较低，完成一块PCB布局的时间比较长。所以，实际中一般采用这两种方法相结合的方式进行PCB设计。自动布局布局规则设置

在PCB编辑环境中，执行【设计】→【规则】菜单命令，即可打开【PCB规则及约束编辑器】对话框，如图7-1。在窗口的左侧列表框中，列出了系统所提供的10类设计规则，分别是【Electrical】（电气规则）、【Routing】（布线规则）、【SMT】（贴片式元器件规则）、【Mask】（屏蔽层规则）、【Plane】（内层规则）、【Testpoint】（测试点规则）、【Manufacturing】（制板规则）、【HighSpeed】（高频电路规则）、【Placement】（布局规则）、【SignalIntegrity】（信号分析规则）。这里需要进行设置的规则是【Placement】（布局规则）。单击布局规则前面的扩展按钮，可以看到布局规则包含了6项子规则，如图7-2所示。图7-1【PCB规则及约束编辑器】对话框自动布局布局规则设置

【RoomDefinition】子规则：主要是用来设置空间的尺寸，以及它在PCB中所在的工作层面，单击【新规则】按钮，左侧列表框中【RoomDefinition】下会新增一个【RoomDefinition】子规则，子规则界面分为两个部分，上部分主要用于设置该规则的具体名称及适用范围。其中，第一行有三个文本框，其功能是对子规则的命名及填写子规则描述信息，【CustomQuery】下拉按钮中包含6个下拉菜单项，供用户选择设置规则匹配对象的范围。

图7-2布局子规则图7-3【CustomQuery】下拉菜单自动布局布局规则设置

【RoomDefinition】子规则：下部分主要用于设置规则的具体约束特性。需要设置的有如下几项。【Room锁定】：选中该复选框后，用户不能再重新定义空间，同时在进行布局时该空间也不能再被拖动。【元器件锁定】：选中该复选框后，在进行布局时，不能再移动空间中元器件封装的位置和编辑它们的状态。最下方是两个下拉按钮，用于设置空间所在工作层及元器件所在位置。图7-1布局子规则自动布局布局规则设置

【ComponentClearance】子规则：用来设置自动布局时元器件封装之间的安全距离。单击【ComponentClearance】子规则前面的扩展按钮，展开【ComponentClearance】子规则。

在【约束】选项区域内的【垂直间距模式】栏内提供了两种对该项规则进行检查的模式分别为【无限】和【指定】检查模式。

【无限】：以元器件的外形尺寸为依据。【指定】：以元器件本体图元为依据，忽略其他图元。图7-1布局子规则自动布局布局规则设置

【ComponentOrientations】子规则：用于设置元器件封装在PCB上的放置方向。右击【ComponentOrientations】子规则，执行【新规则】菜单命令。【约束】区域内提供了五种允许元器件旋转角度的复选框。【0度】：表示元器件封装放置时不用旋转。【90度】：表示元器件封装放置时可以旋转90。【180度】：，表示元器件封装放置时可以旋转180。【270度】：表示元器件封装放置时可以旋转270。【所有方位】：表示元器件封装放置时可以旋转任意角度。当该复选框被图7-1布局子规则自动布局布局规则设置

【PermittedLayers】子规则：主要用于设置PCB上允许元器件封装所放置的工作层。执行【新规则】命令，新建一个【PermittedLayers】子规则【NetstoIgnore】子规则：用于设置在采用【成群的放置项】方式执行元器件自动布局时可以忽略的一些网络，在一定程度上提高了自动布局的质量和效率。【Height】子规则用于设置元器件封装的高度范围。图7-1布局子规则自动布局自动布局操作步骤（1）对自动布局规则进行设置

（2）打开已导入网络和元器件封装的PCB文件，选中Room，将其移动到PCB内部（3）选中所有元器件，执行【工具】→【器件摆放】→【在矩形区域内排列】命令（4）调节Room区域，使所有元器件都在Room区域内图7-4完成矩形区域内布局手动布局手动布局

（1）执行【视图】→【面板】→【Properties】命令，在打开的对话框中设置合适的参数

（2）使用快捷键【V】和【D】，使整个PCB和所有元器件显示在编辑区中

（3）拖动元器件到合适的位置

（4）完成所有元器件的放置

（5）调整元器件封装的位置，尽量对齐

（6）消除交叉线

（7）对某些元器件的标注进行调整图7-5完成全部元器件封装的放置PCB布局注意事项PCB布局注意事项：

元器件布局依据的原则：保证电路功能和性能指标；满足工艺性、检测和维修等方面的要求；元器件排列整齐、疏密得当，兼顾美观性。而对于初学者来说，合理的布局是确保PCB正常工作的前提，因此PCB布局需要特别注意。图7-6按信号流向布局PCB布局注意事项按照信号流向布局将电路按照信号的流向逐一排布元器件，便于信号的流通。此外，与输入端直接相连的元器件应当放置在靠近输入接插件的地方优先确定核心元器件的位置以电路功能判别电路的核心元器件，然后以核心元器件为中心，围绕核心元器件布局图7-7围绕核心元器件布局PCB布局注意事项考虑电路的电磁特性通常强电部分（220V交流电）与弱电部分要远离，电路的输入级与输出级的元器件应尽量分开。同时，当直流电源引线较长时，要增加滤波器，以防止50Hz干扰。当元器件间可能有较高的电位差时，应加大它们之间的距离考虑电路的热干扰对于发热元器件应尽量放置在靠近外壳或通风较好的位置，以便利用机壳上开凿的散热孔散热。当元器件需要安装散热装置时，应将元器件放置到电路板的边缘，以便于安装散热器或小风扇以确保元器件的温度在允许范围内。PCB布局注意事项可调节元器件的布局对于可调元器件，如可调电位器、可调电容器、可调电感线圈等，在电路板布局时，须考虑其机械结构。可调元器件的外观如图7-8所示。在放置可调元器件时，应尽量布置在操作人员手部方便操作的位置，以便可调元器件的使用。而对于一些带高电压的元器件则应尽量布置在操作人员手部不宜触及的地方，以确保调试、维修的安全。图7-8可调元器件图（a）大功率转盘电阻图（b）可变电阻器PCB布局注意事项其他注意事项（1）按电路模块布局（2）定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm（50mil）内不得贴装元器件（3）贴装元器件焊盘的外侧与相邻插装元器件的外侧距离应大于2mm（79mil）。（4）金属壳体元器件和金属体（