PCB板上元件布局有什么要求？

pcb板上元件布局有什么要求~

通常情况下，需要考虑飞线的长短，因为飞线其实就是板最终的连接导线。元件布局简单点说就是把元件ROOM中的元件，一个个地拖放到PCB板上，并按电气需求及布线需求将元件摆放好，通常元件摆放可能会与某些需求有冲突，这时我们通常应优先满足安装需求，因为安装需求满足不了那你的板子就装不进机壳，或某些接口对不上，这样板子就是一个废板，其次是满足电气需求，比如高低压元件要有一定的爬电距离，第三是满足布线需求，比如有些元件摆放的位置可使布线顺便，而且又兼顾了美观性，一些有经验的工程师在元件布局时还会考虑到加工生产时的工艺需求。总之，元件布局的结构直接决定了你的板子的质量和样机的成功率，同时需要工程师长期实践并积累经验才能使你设计出的板子质量和成功率更高。

①．
按电气性能合理分区，一般分为：数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区（干扰源）；
②．
完成同一功能的电路，应尽量靠近放置，并调整各元器件以保证连线最为简洁；同时，调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁；
③．
对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度；发热元件应与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；
④．
I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件；
⑤．
时钟产生器（如：晶振或钟振）要尽量靠近用到该时钟的器件；
⑥．
在每个集成电路的电源输入脚和地之间，需加一个去耦电容（一般采用高频性能好的独石电容）；电路板空间较密时，也可在几个集成电路周围加一个钽电容。
⑦．
继电器线圈处要加放电二极管（1N4148即可）；
⑧．
布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉。
最后PCB打样优客板特别建议注意，在放置元器件时，一定要考虑元器件的实际尺寸大小（所占面积和高度）、元器件之间的相对位置，以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时，应该在保证上面原则能够体现的前提下，适当修改器件的摆放，使之整齐美观，如同样的器件要摆放整齐、方向一致，不能摆得“错落有致”
。这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度，所以一点要花大力气去考虑。布局时，对不太肯定的地方可以先作初步布线，充分考虑。

　　1 布局的设计

　　Protel 虽然具有自动布局的功能,但并不能完全满足高频电路的工作需要,往往要凭借设计者的经验,根据具体情况,先采用手工布局的方法优化调整部分元器件的位置,再结合自动布局完成PCB的整体设计。布局的合理与否直接影响到产品的寿命、稳定性、EMC (电磁兼容)等,必须从电路板的整体布局、布线的可通性和PCB的可制造性、机械结构、散热、EMI(电磁干扰) 、可靠性、信号的完整性等方面综合考虑。

　　一般先放置与机械尺寸有关的固定位置的元器件,再放置特殊的和较大的元器件,最后放置小元器件。同时,要兼顾布线方面的要求,高频元器件的放置要尽量紧凑,信号线的布线才能尽可能短,从而降低信号线的交叉干扰等。

　　1.1 与机械尺寸有关的定位插件的放置

　　电源插座、开关、PCB之间的接口、指示灯等都是与机械尺寸有关的定位插件。通常,电源与PCB之间的接口放到PCB的边缘处,并与PCB 边缘要有3 mm～5 mm的间距;指示发光二极管应根据需要准确地放置;开关和一些微调元器件,如可调电感、可调电阻等应放置在靠近PCB 边缘的位置,以便于调整和连接;需要经常更换的元器件必须放置在器件比较少的位置,以易于更换。

　　1.2 特殊元器件的放置

　　大功率管、变压器、整流管等发热器件,在高频状态下工作时产生的热量较多,所以在布局时应充分考虑通风和散热,将这类元器件放置在PCB上空气容易流通的地方。大功率整流管和调整管等应装有散热器,并要远离变压器。电解电容器之类怕热的元件也应远离发热器件,否则电解液会被烤干,造成其电阻增大,性能变差,影响电路的稳定性。

　　易发生故障的元器件,如调整管、电解电容器、继电器等,在放置时还要考虑到维修方便。对经常需要测量的测试点,在布置元器件时应注意保证测试棒能够方便地接触。

　　由于电源设备内部会产生50 Hz泄漏磁场,当它与低频放大器的某些部分交连时,会对低频放大器产生干扰。因此,必须将它们隔离开或者进行屏蔽处理。放大器各级最好能按原理图排成直线形式,如此排法的优点是各级的接地电流就在本级闭合流动,不影响其他电路的工作。输入级与输出级应当尽可能地远离,减小它们之间的寄生耦合干扰。

　　考虑各个单元功能电路之间的信号传递关系,还应将低频电路和高频电路分开,模拟电路和数字电路分开。集成电路应放置在PCB的中央,这样方便各引脚与其他器件的布线连接。

　　电感器、变压器等器件具有磁耦合,彼此之间应采用正交放置,以减小磁耦合。另外,它们都有较强的磁场,在其周围应有适当大的空间或进行磁屏蔽,以减小对其他电路的影响。

　　在PCB的关键部位要配置适当的高频退耦电容,如在PCB电源的输入端应接一个10μF～100 μF的电解电容,在集成电路的电源引脚附近都应接一个0.01 pF左右的瓷片电容。有些电路还要配置适当的高频或低频扼流圈,以减小高低频电路之间的影响。这一点在原理图设计和绘制时就应给予考虑,否则也将会影响电路的工作性能。

　　元器件排列时的间距要适当,其间距应考虑到它们之间有无可能被击穿或打火。

　　含推挽电路、桥式电路的放大器,布置时应注意元器件电参数的对称性和结构的对称性,使对称元器件的分布参数尽可能一致。

　　在对主要元器件完成手动布局后,应采用元器件锁定的方法,使这些元器件不会在自动布局时移动。即执行Edit change命令或在元器件的Properties选中Locked就可以将其锁定不再移动。

　　1.3 普通元器件的放置

　　对于普通的元器件,如电阻、电容等,应从元器件的排列整齐、占用空间大小、布线的可通性和焊接的方便性等几个方面考虑,可采用自动布局的方式。

　　2 布线的设计

　　布线是在合理布局的基础上实现高频PCB 设计的总体要求。布线包括自动布线和手动布线两种方式。通常,无论关键信号线的数量有多少,首先对这些信号线进行手动布线,布线完成后对这些信号线布线进行仔细检查,检查通过后将其固定,再对其他布线进行自动布线。即采用手动和自动布线相结合来完成PCB的布线。

　　在高频PCB的布线过程中应特别注意以下几个方面问题。

　　2.1 布线的走向

　　电路的布线最好按照信号的流向采用全直线,需要转折时可用45°折线或圆弧曲线来完成,这样可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。高频信号线的布线应尽可能短。要根据电路的工作频率,合理地选择信号线布线的长度,这样可以减少分布参数,降低信号的损耗。制作双面板时,在相邻的两个层面上布线最好相互垂直、斜交或弯曲相交。避免相互平行,这样可以减少相互干扰和寄生耦合。

　　高频信号线与低频信号线要尽可能分开,必要时采取屏蔽措施,防止相互间干扰。对于接收比较弱的信号输入端,容易受到外界信号的干扰,可以利用地线做屏蔽将其包围起来或做好高频接插件的屏蔽。同一层面上应该避免平行走线,否则会引入分布参数,对电路产生影响。若无法避免时可在两平行线之间引入一条接地的铜箔,构成隔离线。

　　在数字电路中,对于差分信号线,应成对地走线,尽量使它们平行、靠近一些,并且长短相差不大。

　　2.2 布线的形式

　　在PCB的布线过程中,走线的最小宽度由导线与绝缘层基板之间的粘附强度以及流过导线的电流强度所决定。当铜箔的厚度为0.05mm、宽度为1mm ～1.5 mm时,可以通过2A电流。温度不会高于3 ℃,除一些比较特殊的走线外,同一层面上的其他布线宽度应尽可能一致。在高频电路中布线的间距将影响分布电容和电感的大小,从而影响信号的损耗、电路的稳定性以及引起信号的干扰等。在高速开关电路中,导线的间距将影响信号的传输时间及波形的质量。因此,布线的最小间距应大于或等于0.5 mm,只要允许,PCB布线最好采用比较宽的线。

　　印制导线与PCB的边缘应留有一定的距离(不小于板厚) ,这样不仅便于安装和进行机械加工,而且还提高了绝缘性能。

　　布线中遇到只有绕大圈才能连接的线路时,要利用飞线,即直接用短线连接来减少长距离走线带来的干扰。

　　含有磁敏元件的电路其对周围磁场比较敏感,而高频电路工作时布线的拐弯处容易辐射电磁波,如果PCB中放置了磁敏元件,则应保证布线拐角与其有一定的距离。

　　同一层面上的布线不允许有交叉。对于可能交叉的线条,可用“钻”与“绕”的办法解决,即让某引线从其他的电阻、电容、三极管等器件引脚下的空隙处“钻”过去,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去。在特殊情况下,如果电路很复杂,为了简化设计,也允许用导线跨接解决交叉问题。

　　当高频电路工作频率较高时,还需要考虑布线的阻抗匹配及天线效应问题。

　　2.3 电源线与地线的布线要求

　　根据不同工作电流的大小,尽量加大电源线的宽度。高频PCB应尽量采用大面积地线并布局在PCB的边缘,可以减少外界信号对电路的干扰;同时,可以使PCB的接地线与壳体很好地接触,使PCB的接地电压更加接近于大地电压。应根据具体情况选择接地方式,与低频电路有所不同,高频电路的接地线应该采用就近接地或多点接地的方式,接地线短而粗,以尽量减少地阻抗,其允许电流要求能够达到3倍于工作电流的标准。扬声器的接地线应接在PCB 功放输出级的接地点,切勿任意接地。

　　在布线过程中还应该及时地将一些合理的布线锁定,以免多次重复布线。即执行EditselectNet命令在预布线的属性中选中Locked就可以将其锁定不再移动。

　　3 焊盘及敷铜的设计

　　3.1 焊盘与孔径

　　在保证布线最小间距不违反设计的电气间距的情况下,焊盘的设计应较大,以保证足够的环宽。一般焊盘的内孔要比元器件的引线直径稍微大一点,设计过大,容易在焊接中形成虚焊。焊盘外径D 一般不小于(d+1.2)mm,其中d为焊盘内孔径,对于一些密度比较大的PCB ,焊盘的最小值可以取(d+1.0) mm。焊盘的形状通常设置为圆形,但是对于DIP封装的集成电路的焊盘最好采用跑道形,这样可以在有限的空间内增大焊盘的面积,有利于集成电路的焊接。布线与焊盘的连接应平滑过渡,即当布线进入圆焊盘的宽度较圆焊盘的直径小时,应采用补泪滴设计。

　　需要注意的是,焊盘内孔径d的大小是不同的,应当根据实际元器件引线直径的大小加以考虑,如元件孔、安装孔和槽孔等。而焊盘的孔距也要根据实际元器件的安装方式进行考虑,如电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”、“卧式”两种安装方式,这两种方式的孔距是不同的。此外,焊盘孔距的设计还要考虑元器件之间的最小间隙要求,特别是特殊元器件之间的间隙需要由焊盘间的孔距来保证。

　　在高频PCB中,还要尽量减少过孔的数量,这样既可减少分布电容,又能增加PCB的机械强度。总之,在高频PCB的设计中,焊盘及其形状、孔径与孔距的设计既要考虑其特殊性,又要满足生产工艺的要求。采用规范化的设计,既可降低产品成本,又可在保证产品质量的同时提高生产的效率。

　　3.2 敷铜

　　敷铜的主要目的是提高电路的抗干扰能力,同时对于PCB散热和PCB的强度有很大好处,敷铜接地又能起到屏蔽的作用。但是不能使用大面积条状铜箔,因为在PCB的使用中时间太长时会产生较大热量,此时条状铜箔容易发生膨胀和脱落现象,因此,在敷铜时最好采用栅格状铜箔,并将此栅格与电路的接地网络连通,这样栅格将会有较好的屏蔽效果,栅格网的尺寸由所要重点屏蔽的干扰频率而定。

　　在完成布线、焊盘和过孔的设计后,应执行DRC(设计规则检查) 。在检查结果中详细列出了所设计的图与所定义的规则之间的差异,可查出不符合要求的网络。但是,首先应在布线前对DRC进行参数设定才可运行DRC,即执行ToolsDesign Rule Check命令。

　　4 结束语

　　高频电路PCB的设计是一个复杂的过程,涉及的因素很多,都可能直接关系到高频电路的工作性能。因此,设计者需要在实际的工作中不断研究和探索,不断积累经验,并结合新的EDA (电子设计自动化)技术才能设计出性能优良的高频电路PCB。

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铁岭县13118209140： PCB布局需要注意哪些? - ？
梅很复方： ①. 按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);②. 完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位...

铁岭县13118209140： PCB布局有什么样的规则? ？
梅很复方： 电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上. 离电路板边缘一般不小于2MM.电路板的最佳形状为矩形,长宽比为3:2或4:3.电路板面尺大于200MM乘150MM时,应考虑电路板所能承受的机械强度.

铁岭县13118209140： 画天线的PCB板,都是贴片元件,在布局布线时有什么要求,请教高手指点,最好能给点参考资料,多谢! - ？
梅很复方： 在放置元器件时要考虑一点电气特性,如信号之间的干扰,高频特性或者其他的,模拟与数字分开,电源去耦电路的布局等,电源线宽度,地线通过复铜处理等

铁岭县13118209140： DXP中PCB板元件布局一般遵循什么原则?谢谢 ？
梅很复方： 一般的PCB布局要求排列整齐,排布均匀,发热量大的元件尽量分开点,然后有信号干扰的信号线之间一定要加底线 去除干扰.其实这些东西讲不清楚的,只能说自己慢慢的练习.时间长了你就可以总结出来的.根据你的原理设计不一样,排布肯定是不一样的.比如 0.1UF的滤杂波电容,一定要跟IC 供电脚靠近等等.有时间多看看PCB画板规则及注意事项吧.

铁岭县13118209140： PCBA加工元器件布局有什么要求?？
梅很复方： 采用单面混装时,应把贴装和插装元器件布放在第一面;采用双面混装时,应把大的贴装和插装元器件布放在第一面,PCB双面的大型元器件要尽量错开放置;采用第一面再流焊、第二面波峰焊混装时,应把大的贴装和插装元器件布放在第一面(再流焊焊接面,适合于波峰焊的矩形、圆柱形片式元器件、SOT和较小的SOP(引脚数小于28,引脚间距1垃垃以上. 布放在第二面(波峰焊焊接面 .波峰焊焊接面上不能安放四边有引脚的元器件,如QFP、PLCC等.

铁岭县13118209140： PCB布局有什么规则? ？
梅很复方： 在通常情况下,所有的元件均应布置在电路板的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在底层.

铁岭县13118209140： pcb设计布局中元件放置方向原则 - ？
梅很复方： 元件的方向主要考虑两个因素,1 焊接的方向,也就是波峰或者回流焊的方向2.插件的方向一般优先考虑焊接的方向,元件的方向要适应焊接的方向,不能因为方向的问题造成连焊、虚焊等问题插件的方向主要还是考虑操作人员的方便性.但具体元件要用什么方向来放置,就不是几句话能说清楚的,你可以去网上找一些大公司的PCB布板规则,哪里面都有一些比较详细的介绍.

铁岭县13118209140： PCB元件布局的时候要怎么样布啊??新手不知道啊. - ？
梅很复方： 布局更重要,主要是布局.按照原理图,顺着电流方向布局,一个模块放一个大致范围.