PCB布局规则@@及需考虑因素@@

一@@、PCB布局规则@@

PCB元器件的布局@@@@

在@@PCB的排版设计中@@,元器件布设@@是至关重要的@@,它决定了板面的整齐@@美观@@程度和印制导线的长短与数量@@,对整机的可靠性也有一@@定的影响@@。PCB元器件布局应该遵循的几条原则是@@:

元器件在@@@@整个板面上@@分布均匀@@、疏密一@@致@@。

元器件不要占满板面@@,注意板边四周@@要留有一@@定空间@@@@。留空的大小要根据@@@@PCB的面积和固定方式来确定@@@@,位于印制电路板边上@@的元器件@@,距离@@PCB的边缘至少@@应该大于@@3mm。电子@@仪器内的@@PCB四周@@,一@@般@@每边都留有@@5耀@@10mm空间@@。

一@@般@@,元器件应该布设@@在@@@@PCB的一@@面@@,并且每个元器件的引出脚要单独占用一@@个焊盘@@。

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布设@@

元器件的布设@@不能上@@下交叉@@。相邻的两个元器件之间@@,要保持一@@定的间距@@。间距不得过小@@,避免相互碰接@@。如果相邻元器件的电位差较高@@,则应当保持安全距离@@@@。一@@般@@环境中的间隙安全电压是@@200V/mm。

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布设@@方向@@

元器件的安装高度要尽量低@@,一@@般@@元器件的引线离开板面不要超过@@5mm,过高则承受振动和冲击的稳定性变差@@,容易倒伏或@@与相邻元器件碰接@@。

根据@@PCB在@@整机中的安装位置及状态@@,确定@@188足彩外围@@app 的轴线方向@@。规则排列@@的元器件@@,应该使@@体积较大的@@188足彩外围@@app 的轴线方向@@在@@整机中处于竖立状态@@,可以提高@@元器件在@@@@板上@@固定的稳定性@@。

元器件两端焊盘的跨距应该稍大于@@188足彩外围@@app 体的轴向尺寸@@@@。引线不要齐根弯折@@,弯脚时@@应该留出一@@定距离@@@@(至少@@2mm),以免损坏元器件@@。

元器件装配@@

PCB元器件的安装固定方式@@

在@@PCB上@@,元器件有立式与卧式两种安装固定的方式@@。卧式是指元器件的轴线方向@@与@@PCB面平行@@@@,立式则是垂直的@@,图@@3-10所示@@。这两种方式各有特点@@,在@@设计@@PCB时@@应该灵活掌握原则@@,可以采用其中一@@式@@,也可以同时@@使@@用两种方式@@。但要确保电路的抗振性能好@@,安装维修方便@@,元器件排列均匀@@,有利于印制导线的布设@@@@。

元器件安装方式@@

立式安装@@

立式固定的元器件占用面积小@@,单位板面上@@容纳元器件的数量多@@。这种安装方式适合于元器件排列密集紧凑的产品@@,例如@@半导体收音机@@、助听器等@@,许多小型的便携式仪表中的元器件也常采用立式安装@@法@@。立式固定的元器件要求体积小@@、重量轻@@,过大@@、过重的元器件不宜立式安装@@@@。否则@@,整机的机械强度变差@@,抗振能力减弱@@,元器件容易倒伏造成相互碰接@@,降低了电路的可靠性@@。

卧式安装@@

和立式固定相比@@,元器件卧式安装@@具有机械稳定性好@@、板面排列整齐@@等优点@@。卧式固定使@@元器件的跨距加大@@,容易从两个焊点之间走线@@,这对于布设@@印制导线十分有利@@。

PCB元器件的排列格式@@

元器件应当均匀@@、整齐@@、紧凑地排列在@@印制电路板上@@@@,尽量减少和缩短各个单元电路之间和每个元器件之间的引线和连接@@。元器件在@@@@PCB上@@的排列格式@@,有不规则与规则的两种方式@@。这两种方式在@@@@PCB上@@可以单独采用@@,也可能同时@@出现@@。

不规则排列@@@@

元器件的轴线方向@@彼此不一@@致@@,在@@板上@@的排列顺序也没有一@@定规则@@。用这种方式排列元器件@@,看起来显得杂乱无章@@@@,但由于元器件不受位置与方向的限制@@,使@@印制导线布设@@方便@@,并且可以缩短@@、减少元器件的连线@@,大大降低了板面印制导线的总长度@@。这对于减少线路板的分布参数@@、抑制干扰@@很有好处@@,特别对于高频电路极更为有利@@。这种排列方式一@@般@@还在@@立式安装@@固定元器件时@@被采纳@@。

元器件不规则排列@@@@@@

规则排列@@

元器件的轴线方向@@排列一@@致@@,并与板的四边垂直@@、平行@@。

除了高频电路之外@@,一@@般@@电子@@产品中的元器件都应当尽可能平行@@或@@垂直地排列@@,卧式安装@@固定元器件的时@@候@@@@,更要以规则排列@@为主@@。这不仅是为了板面美观@@整齐@@@@,还可以方便装配@@、焊接@@、调试@@,易于生产和维护@@。规则排列@@的方式特别适用于板面相对宽松@@、元器件种类相对较少而数量较多的低频电路@@。电子@@仪器中的元器件常采用这种排列方式@@。但由于元器件的规则排列@@要受到方向或@@位置的一@@定限制@@,所以@@PCB上@@导线的布设@@可能复杂一@@些@@,导线的总长度也会相应增加@@。

PCB元器件焊盘的定位@@

元器件的每个引出线都要在@@@@PCB上@@占据一@@个焊盘@@,焊盘的位置随元器件的尺寸@@及其固定方式而改变@@。对于立式固定和不规则排列@@@@的板面@@,焊盘的位置可以不受元器件尺寸@@与间距的限制@@;对于规则排列@@的板面@@,要求每个焊盘的位置及彼此间的距离@@应该遵守一@@定标准@@。无论采用哪种固定方式或@@排列规则@@,焊盘的中心@@(即引线孔的中心@@)距离@@PCB的边缘不能太近@@,一@@般@@距离@@应在@@@@2.5mm以上@@@@,至少@@应该大于板的厚度@@。

焊盘的位置一@@般@@要求落在@@标准坐标网@@格@@的交点上@@@@。

标准坐标网@@格@@

在@@国际电工委员会@@(IEC)标准中@@,标准坐标网@@格@@的基本格距为@@2.54mm(国内的标准是@@2.5mm),辅助格距为@@1.27mm或@@0.635mil(1.25mm或@@0.625mil)。这一@@格距标准只在@@计算机自动设计@@、自动化打孔@@、元器件自动化装焊中才有实际意义@@。对于一@@般@@人工钻孔@@,除了双列直插式集成电路的管脚以外@@,其他元器件焊盘的位置则可以不受此格距的严格约束@@。但在@@布局设计@@@@中@@,焊盘位置应该尽量使@@元器件排列整齐@@一@@致@@,尺寸@@相近的@@188足彩外围@@app ,其焊盘间距应该力求统一@@@@(焊盘中心距不得小于板的厚度@@)。这样@@,不仅整齐@@@@、美观@@,而且便于元器件装配@@及引线弯脚@@。当然@@,所谓整齐@@一@@致也是相对而言的@@,特殊情况要因地制宜@@。

规则排列@@中的灵活性@@

二@@、PCB布局因素@@

信号流走向因素@@

对整机电路的布局@@原则是@@:把整个电路按照功能划分成若干个电路单元@@,按照电信号的流向@@,逐个依次安排各个功能电路单元在@@板上@@的位置@@,使@@布局便于信号流通@@,并使@@信号流尽可能保持一@@致的方向@@。在@@多数情况下@@,信号流向安排成从左到右@@(左输入@@、右输出@@)或@@从上@@到下@@(上@@输入@@、下输出@@)。与输入@@、输出端直接相连的元器件应当放在@@靠近输入@@、输出接插件或@@连接器的地方@@。以每个功能电路的核心@@188足彩外围@@app 为中心@@,围绕它来进行布局@@。例如@@:一@@般@@是以三@@极管或@@集成电路等半导体器件作为核心@@188足彩外围@@app ,根据@@它们各电极的位置@@,排布其他元器件@@。要考虑每个元器件的形状@@、尺寸@@、极性和引脚数目@@,以缩短连线为目的@@,调整它们的方向及位置@@。

特殊元器件位置因素@@

电子@@整机产品的干扰@@问题比较复杂@@,它可能由电@@、磁@@、热@@、机械等多种因素引起@@。所以@@在@@着手设计@@PCB的版面@@、决定整机电路布局的时@@候@@@@,应该分析电路原理@@,首先确定@@特殊元器件的位置@@,然后再安排其他元器件@@,尽量避免可能产生干扰@@的因素@@,并采取措施@@,使@@PCB上@@可能产生的干扰@@得到最大限度的抑制@@。

所谓特殊元器件@@,是指那些从电@@、磁@@、热@@、机械强度等几方面对整机性能产生影响或@@根据@@操作要求而固定位置的元器件@@。

电磁@@干扰@@预防因素@@

电磁@@干扰@@是在@@整机工作中经常发生的现象@@,其原因也是多方面的@@,除了外界因素@@(如空间@@电磁@@波@@)造成干扰@@以外@@,PCB布线不合理@@,元器件安装位置不恰当等@@,都可以引起干扰@@@@。这些干扰@@因素@@,如果在@@布局设计@@@@中事先予以重视@@,则完全可以避免@@。相反@@,如果在@@设计@@中考虑不周@@,便会出现干扰@@@@,使@@设计失败@@。这里@@,就@@PCB设计方案可能造成的几种电磁@@干扰@@及其抑制方法进行讨论@@。

相互可能产生影响或@@干扰@@的元器件@@,应当尽量分开或@@采取屏蔽措施@@。要设法缩短高频部分元器件之间的连线@@,减小它们的分布参数和相互间的电磁@@干扰@@@@(如果需要对高频部分使@@用金属屏蔽罩时@@@@,还应该在@@板上@@留出屏蔽罩占用的面积@@)。易受干扰@@的元器件不能离得太近@@。强电部分@@(220V)和弱电部分@@(直流电源供电@@)、输入级和输出级的@@188足彩外围@@app 应当尽量分割开@@。直流电源引线较长时@@@@,要增加滤波@@188足彩外围@@app ,防止@@50Hz干扰@@。

由于某些元器件或@@导线之间可能有较高电位差@@,应该加大它们的距离@@@@,以免因放电@@、击穿引起意外短路@@。金属壳的元器件要避免相互触碰@@。例如@@:NPN型三@@极管的外壳或@@大功率管的散热@@片一@@般@@接管芯的集电极@@C,在@@电路中接电源正极或@@高电位@@;电解电容器的外壳为负极@@,在@@电路中接地或@@接低电位@@。如果二@@者的外壳都不带绝缘@@,设计电路板时@@就@@必须考虑它们的距离@@@@,否则@@在@@电路工作时@@@@,二@@者相碰就@@会造成电源短路事故@@。

热@@干扰@@抑制因素@@

温度升高造成的干扰@@@@,在@@PCB设计中也应该引起注意@@。例如@@,晶体管是一@@种温度敏感器件@@,特别是锗材料的半导体器件@@,更容易受环境温度的影响而使@@其工作点漂移@@,造成整个电路的电气性能发生变化@@。在@@布局设计@@@@PCB的时@@候@@,应该首先分析@@、区别哪些是发热@@@@188足彩外围@@app ,哪些是温度敏感@@188足彩外围@@app 。

装在@@板上@@的发热@@元器件@@(如功耗大的电阻@@)应当布置在@@靠近外壳或@@通风较好的地方@@,以便利用机壳上@@开凿的通风孔散热@@@@。尽量不要把几个发热@@元器件放在@@一@@起@@,并且要考虑使@@用散热@@器或@@小风扇等装置@@,使@@元器件的温升不超过允许值@@。大功率器件可以直接固定在@@机壳上@@@@,利用金属外壳传导散热@@@@;如果必须安装在@@印制电路板上@@@@,则要特别注意不能将它们紧贴在@@板上@@安装@@,而要配置足够大的散热@@片@@,还应该同其他元器件保持一@@定距离@@@@,避免发热@@元器件对周围元器件产生热@@传导或@@热@@辐射@@。

对于温度敏感的元器件@@,如晶体管@@、集成电路和其他热@@敏@@188足彩外围@@app 、大容量的电解电容器等@@,不宜放在@@热@@源附近或@@设备@@内的上@@部@@。电路长期工作引起温度升高@@,会影响这些元器件的工作状态及性能@@。

机械强度因素@@

要注意整个电路板的重心平衡与稳定@@。对于那些又大又重@@、发热@@量较多的元器件@@(如电源变压器@@、大电解电容器和带散热@@片的大功率晶体管等@@),一@@般@@不要直接安装固定在@@印制电路板上@@@@。应当把它们固定在@@机箱底板上@@@@,使@@整机的重心靠下@@,容易稳定@@。否则@@,这些大型元器件不仅要大量占据@@PCB上@@的有效面积和空间@@@@,而且在@@固定它们时@@@@,往往可能使@@@@PCB弯曲变形@@,导致其他元器件受到机械损伤@@,还会引起对外连接的接插件接触不良@@。重量在@@@@15g以上@@@@的大型元器件@@,如果必须安装在@@电路板上@@@@,不能只靠焊盘焊接@@固定@@,应当采用支架或@@卡子等辅助固定措施@@。

当印制电路板的板面尺寸@@大于@@200mm×150mm时@@,考虑到电路板所承受重力和振动产生的机械应力@@,应该采用机械边框对它加固@@,以免变形@@。在@@板上@@留出固定支架@@、定位螺钉和连接插座所用的位置@@。

可操作性考虑因素@@

对于电位器@@、可变电容器或@@可调电感线圈等调节@@188足彩外围@@app 的布局@@,要考虑整机结构的安排@@。如果是机外调节@@,其位置要与调节旋钮在@@机箱面板上@@的位置相适应@@,如果是机内调节@@,则应放在@@@@PCB上@@能够方便地调节的地方@@。

为了保证调试@@@@、维修的安全@@,特别要注意带高电压的元器件@@(例如@@显示器的阳极高压电路@@188足彩外围@@app ),尽量布置在@@操作时@@人手不易触及的地方@@。

三@@、PCB布局总结@@

印制电路设计的主要内容是布局设计@@@@。把电子@@元器件在@@@@一@@定的制板面积上@@合理地布局排版@@,是设计印制电路的第一@@步@@。布局设计@@,不单纯是按照电路原理把元器件通过印制线条简单地连接起来@@。为使@@整机能够稳定可靠地工作@@,要对元器件及其连接在@@@@PCB上@@进行合理的排版布局@@。如果排版布局不合理@@,就@@有可能出现各种干扰@@@@,以致合理的原理方案不能实现@@,或@@使@@整机技术@@指标下降@@。有些布局设计@@虽然能够达到原理的技术@@参数@@,但元器件的排列疏密不匀@@、杂乱无章@@,不仅影响美观@@@@,也会给装配和维修带来不便@@。这样@@的设计当然@@也不能算是合理的@@。这里@@将介绍布局的一@@般@@原则@@,力求使@@设计者掌握普通印制电路的设计知识@@,使@@布局设计@@尽量合理@@。