这一章在干嘛?
本章讲 PCB 的元件布局:同步原理图变更、框选与布局菜单、组合功能,以及布局的核心原则。
先同步:从原理图导入变更
如果原理图发生变更,可以点击顶部菜单栏 设计 → 从原理图导入变更,则可以同步变更。
图 18-1 设计 → 从原理图导入变更,增量同步原理图修改
增量同步的价值
「导入变更」只同步 差异部分 ,你在 PCB 上已经摆好的元件、布好的线 不会被打乱 。这是日常使用频率最高的命令之一——画板子的过程中,原理图几乎总是要边画边改的。 典型场景:
- 布线时发现少个上拉电阻 → 原理图加上 → 导入变更 → PCB 里出现这个电阻,其他不动;
- 发现引脚定义错了 → 原理图改 → 导入变更 → 飞线自动更新。
导入变更后要检查三件事
- 新元件掉在哪:新导入的元件通常堆在板框外,要手动搬进来;
- 飞线变化:改了连接关系后,飞线会变,确认没有意外的断连;
- 封装变化:如果改了封装,旧焊盘上的布线可能失效,需要重布。
布局操作
鼠标左键框选需要调整的元件,点击顶部菜单栏「布局」,再选择需要的布局功能。
图 18-2 框选元件后,顶部菜单「布局」展开各种功能
布局菜单里最常用的:
| 功能 | 作用 | 什么时候用 |
|---|---|---|
| 对齐 | 左/右/顶/底/居中对齐 | 让一排元件整齐 |
| 分布 | 水平/垂直等间距 | 让间距均匀 |
| 组合 | 把多个元件绑成整体 | 保持相对位置 |
| 排列 | 排成行/列/矩阵 | 快速整理 |
| 旋转 | 90° 旋转 | 调整走线方向 |
| 翻转到另一层 | 把元件移到 Top/Bottom | 双面布局 |
| 锁定 | 固定元件位置 | 防止误拖 |
组合功能
组合功能可以将你框选的元件组合为一个整体。组合为一个整体后,在进行拖动、旋转等操作的时候,能够保证组合内各元件相对位置不变。
图 18-3 框选多个元件后使用组合功能
组合完毕后,可以在右侧面板的属性栏里看到组合属性。
图 18-4 选中组合后,右侧面板显示组合属性
PCB 里组合比原理图里更有用
原理图里组合主要是为了整洁,而 PCB 里组合是 刚需 。比如:
- 一个芯片加它的 4 个去耦电容,你精心摆好了相对位置,组合之后整体移动时不会散架;
- 一个模块的接口电路,组合后可以整体搬到板子另一侧;
- 布局定稿后把关键部分组合+锁定,防止后续操作误改。 建议:一组功能相关的元件调好位置后立刻组合。
其他布局功能
元件布局里的其他功能都是你完善元件摆放的好帮手。
图 18-5 布局菜单中的其他辅助功能
更多布局细节可查看官方文档:「PCB 设计 - 布局-对齐」
https://prodocs.lceda.cn/cn/pcb/layout-align/
布局的六条核心原则
这一节比具体操作重要得多,请认真看:
1. 先大后小,先主后次
先放连接器、开关、显示器件这些位置被外壳固定的元件(它们不能动),再放主控芯片,最后放阻容等小元件。
2. 按信号流走
输入接口 → 前端处理 → 主控 → 驱动 → 输出接口
元件按这个顺序一字排开,信号不走回头路,飞线自然就短。
3. 去耦电容紧贴芯片电源引脚
这是最重要的一条。每个电源引脚旁边放一个 0.1uF 去耦电容,距离越近越好,走线越短越好。放在 1cm 以外基本就失效了。
去耦电容放远了等于没放
去耦电容的作用是把高频噪声就近短路到地。如果它离芯片电源引脚太远,引线的寄生电感会让它完全失效。 正确做法:电容紧挨电源引脚,电容的地脚直接打过孔到地平面,回路面积最小。
4. 发热元件分散并靠边
电源芯片、MOS 管、LDO 会发热。要:
- 分散布置,不要挤在一起形成热点;
- 靠板边放,利于散热;
- 远离温度敏感元件(如电解电容、精密基准源、传感器)。
5. 模拟与数字分区
如果板上有模拟电路(传感器、ADC 前端),把它们和数字电路(MCU、数字接口)分区摆放,中间留出隔离带。地也要分开,最后单点连接。
6. 留出操作空间
- 焊接/维修需要空间:手工焊接的元件之间至少留 1mm;
- 插拔件(排针、USB 座)周围不要放高元件,否则插不上;
- 晶振下方不要走线,周围留出净空区。
布局自检:看飞线
布局好不好,有个简单的判断方法—— 看飞线的混乱程度 。
- 飞线短、方向一致、交叉少 → 布局好,布线会很轻松;
- 飞线长、横七竖八、交织成球 → 布局差,退回去重摆。 还有一个技巧:交叉飞线多的地方,试着旋转元件 90° 或 180°,往往能立刻解开一堆交叉。
推荐的布局流程
- 锁定板框,确认尺寸;
- 放好位置固定的元件(接口、按键、LED、安装孔);
- 放主控芯片(通常居中);
- 放各芯片的去耦电容(紧贴电源脚);
- 放功能模块(电源、通信、驱动),按信号流排;
- 放剩余的阻容;
- 调整丝印,确保不压焊盘、方向清楚;
- 跑一次 DRC,确认无越界、无重叠。
下一章
元件摆好了,第 19 章布线——把飞线变成真正的铜箔。
「设计 → 从原理图导入变更」和「更新/转换原理图到 PCB」有什么区别?
前者是增量同步,只同步差异部分,不会打乱 PCB 上已有的布局和布线,是日常高频命令;后者是全量转换,用于首次把原理图推给 PCB。
导入变更后应该检查哪三件事?
①新元件掉在哪里(通常在板框外,需手动搬入);②飞线变化,确认没有意外断连;③若封装有变,旧焊盘上的布线可能失效需要重布。
为什么去耦电容必须紧贴芯片电源引脚?
去耦电容的作用是把高频噪声就近短路到地。距离太远时引线的寄生电感会使其完全失效(超过约 1cm 基本无效)。正确做法是紧贴电源脚,电容地脚直接打过孔到地平面,最小化回路面积。
布局的六条核心原则是什么?
①先大后小、先主后次(先放位置固定的接口件);②按信号流走向排布;③去耦电容紧贴电源引脚;④发热元件分散并靠边;⑤模拟与数字分区;⑥留出焊接和插拔的操作空间。
怎么快速判断布局好不好?
看飞线:飞线短、方向一致、交叉少说明布局好;飞线长、交织成球说明布局差,应退回重摆。飞线交叉多时,试着把元件旋转 90° 或 180°,往往能解开大量交叉。