PCB线路板元件布局的原则

PCB线路板元件布局的原则

1.元件排列规则

1).在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上，只有在顶层元件过密时，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IC等放在底层。2).在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列，以求整齐、美观，一般情况下不允许元件重叠；元件排列要紧凑，输入和输出元件尽量远离。

3).某元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们的距离，以免因放电、击穿而引起意外短路。

4).带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

5).位于板边缘的元件，离板边缘至少有2个板厚的距离

6).元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。

2.按照信号走向布局原则

1).通常按照信号的流程逐个安排各个功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布局。

2).元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持一致的方向。多数情况下，信号的流向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方。

3.防止电磁干扰

1).对辐射电磁场较强的元件，以及对电磁感应较灵敏的元件，应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽，元件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。

2).尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。

3).对于会产生磁场的元件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割，相邻元件磁场方向应相互垂直，减少彼此之间的耦合。

4).对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应有良好的接地。

5).在高频工作的电路，要考虑元件之间的分布参数的影响。

4. 抑制热干扰

1).对于发热元件，应优先安排在利于散热的位置，必要时可以单独设置散热器或小风扇，以降低温度，减少对邻近元件的影响。

2).一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件，要布置在容易散热的地方，并与其它元件隔开一定距离。

3).热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域，以免受到其它发热功当量元件影响，引起误动作。

4).双面放置元件时，底层一般不放置发热元件。

5.可调元件的布局

对于电位器、可变电容器、可调电感线圈或微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应；若是机内调节，则应放置在印制电路板于调节的地方。

关于PCB元器件布局检查规则

PCB布板过程中，对系统布局完毕以后，要对PCB图进行审查，看系统的布局是否合理，是否能够达到最优的效果。通常可以从以下若干方面进行考察：

1. 系统布局是否保证布线的合理或者最优，是否能保证布线的可靠进行，是否能保证电路工作的可靠性。在布局的时候需要对信号的走向以及电源和地线网络有整体的了解和规划。

2. 印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符，能否符合PCB制造工艺要求、有无行为标记。

这一点需要特别注意，不少PCB板的电路布局和布线都设计得很漂亮、合理，但是疏忽了定位接插件的精确定位，导致设计的电路无法和其他电路对接。

3. 元件在二维、三维空间上有无冲突。注意器件的实际尺寸，特别是器件的高度。在焊接免布局的元器件，高度一般不能超过3mm。

4. 元件布局是否疏密有序、排列整齐，是否全部布完。在元器件布局的时候，不仅要考虑信号的走向和信号的类型、需要注意或者保护的地方，同时也要考虑器件布局的整体密度，做到疏密均匀。

5. 需经常更换的元件能否方便地更换，插件板插入设备是否方便。应保证经常更换的元器件的更换和接插的方便和可靠。

6. 调整可调元件是否方便。

7. 热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离。

8. 在需要散热的地方是否装有散热器或者风扇，空气流是否通畅。应注意元器件和电路板的散热。

9. 信号走向是否顺畅且互连最短。

10. 插头、插座等与机械设计是否矛盾。

11. 线路的干扰问题是否有所考虑。

12. 电路板的机械强度和性能是否有所考虑。

13. 电路板布局的艺术性及其美观性。

利用飞线手工布局和布线

一个印制板的布线是否能够顺利完成，主要取决于布局，而且，布线的密度越高，布局就越重要。几乎每个设计者都遇到过这样的情况，布线仅剩下几条时却发现无论如何都布不通了，不得不删除大量或全部的已布线，再重新调整布局！合理的布局是保证顺利布线的前提。一个布局是否合理没有绝对的判断标准，可以采用一些相对简单的标准来判断布局的优劣。最常用的标准就是使飞线总长度尽可能短。

一般来说，飞线总长度越短，意味着布线总长度也是越短（注意：这只是相对于大多数情况是正确的，并不是绝对正确）；走线越短，走线所占据的印制板面积也就越小，布通率越高。在走线尽可能短的同时，还必须考虑布线密度的问题。如何布局才能使飞线总长度最短并且保证布局密度不至于过高而不能实现是个很复杂的问题。因为，调整布局就是调整封装的放置位置，一个封装的焊盘往往和几个甚至几十个网络同时相关联，减小一个网络飞线长度可能会增长另一个网络的飞线长度。如何能够调整封装的位置到最佳点实在给不出太实用的标准，实际操作时，主要依靠设计者的经验观查屏幕显示的飞线是否简捷、有序和计算出的总长度是否最短。

飞线是手工布局和布线的主要参考标准，手工调整布局时尽量使飞线走最短路径，手工布线时常常按照飞线指示的路径连接各个焊盘。Protel的飞线优化算法可以有效地解决飞线连接的最短路径问题。

飞线的连接策略

Protel提供了两种飞线连接方式供使用者选择：顺序飞线和最短树飞线。

在布线参数设置中的飞线模式页可以设置飞线连接策略，应该选择最短树策略。

动态飞线

在有关飞线显示和控制一节中已经讲到：执行显示网络飞线、显示封装飞线和显示全部飞线命令之一后飞线显示开关打开，执行隐含全部飞线命令后飞线显示开关关闭。

飞线显示开关打开后，不仅规定的网络飞线自动在屏幕上显示，而且每当你手工调整布局移动封装位置时，与该封装连接的飞线也被自动显示。另外，自动显示连接封装飞线时，除了与该封装相连接的飞线显示外，其余所有飞线都被自动关闭。