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

布局操作

组合功能

其他布局功能

布局的六条核心原则

推荐的布局流程

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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 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

  1. 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;
  2. 飞线变化:改了连接关系后,飞线会变,确认没有意外的断连;
  3. 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 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 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 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 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

  1. 锁定板框,确认尺寸;
  2. 放好位置固定的元件(接口、按键、LED、安装孔);
  3. 主控芯片(通常居中);
  4. 各芯片的去耦电容(紧贴电源脚);
  5. 功能模块(电源、通信、驱动),按信号流排;
  6. 剩余的阻容
  7. 调整丝印,确保不压焊盘、方向清楚;
  8. 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。