印制电路板上的元器件布局和布线原则

一、印制电路板上的元器件布局和布线原则

印制电路板有其自身的特点，如印制板上的导线都是平面布置，单面板上的导线不能交叉，铜箔的抗剥强度差，焊盘不宜多次焊接，也不宜用一点接地等。因此，印制板上元器件布局和布线有其本身的特点要求。

1．元器件布局的一般原则

(1)在一般情况下，所有元器件均布置在印制板的一面，以便于加工、安装和维修。如图5－2所示。装有元器件的面为正面。

(2)板面上的元器件原则上应按电路原理图的顺序排列，并力求电路安排紧凑、密集，以缩短引线，这对高频和宽带电路尤为重要。

如果由于板面限制安装不下整个电路的元器件，或者由于其他工艺或结构要求而必须将电路分成几块板安装时，则应使每一块装配好的印制电路板成为独立的功能电路，以便于单独调整、检验和维修。

为了便于合理地布置元器件、缩小体积和保证机械强度，可在主要印制板外增加“辅助底板”，将一些笨重元器件，如:变压器、扼流圈、大电容器、继电器等安装在辅助底板上，利用附件将它们固定，这样做有利于加工和装配。

(3)元器件安装的位置应避免它们之间相互影响。如:元器件安放的位置应与相邻的印制导线交叉，特别是电感器件要防止电磁干扰，线圈的轴线应垂直于板面，使干扰最小。

(4)发热元器件应安放在有利散热的位置，必要时可单独放置或装散热器，以降低对邻近元件的影响。对热敏感的元器件要远离高温区域，或者采用热屏蔽结构。

(5)大而重的元器件应尽可能安置在印制板靠近固定端位置，并降低其重心，以提高机械强度和耐振、耐冲击能力，以减少印制板的负荷和变形。

一般元件可直接利用其引线来定位，当元器件重量超过15g或体积超过27cm³时，则应利用辅助固定方式，以提高耐振和耐冲击的能力。

(6)在保证电性能合理的前提下，元器件应相互平行或垂直排列，以求整齐、美观。一般情况下不推荐将元器件重叠起来，若为了缩减板面尺寸，则允许重叠放置。

2．布线的一般原则

(1)一般将公共地线布置在印制板的最边缘，便于印制板在机架上的固定和连接。电源、控制等低频与直流导线和元器件靠边缘布置，高频元器件、导线等布置在印制电路板中间，以减少它们对地线和机壳的分布电容。

导线和印制电路板的边缘要有一定的距离(不小于板厚)，以利于安装导线和进行机械加工。

(2)单面印制板的有些导线有时要绕着走或平行走，这样导线就比较长，不仅使引线电感增大，而且导线之间、电路之间的寄生耦合也增大。对于低频电路，导线绕着走或平行走影响不大;对于高频电路，则要保证高频导线、元器件引脚线、输入和输出线短而直，并避免相互平行。若个别导线不能绕着走或与其他导线平行，此时为避免交叉可用外接导线(跨接线)。必须指出，高频电路应避免用跨接线。若需要交叉导线较多，多采用双面板将交叉导线制在板的两面，这样可使连接导线短而直。但用双面板时，两面的导线应避免平行，以减少导线间的寄生耦合，最好成垂直分布或斜交叉。

高频电路的印制导线，其长度和宽度要小，导线间距要大，以减少分布电容的影响。

(3)对外连接用插接式的印制板，为便于安装，往往把输入、输出、电源和地线等平行地安排在板子的一边。为了减少导线间的寄生耦合，布线时应把输入和输出线用地线和电源线隔开。

对于不用插接型式的印制板，为了便于与其他电路连接，各输入、输出脚、地应放在印制板的同一边。

(4)印制板上每级电路的地线一般应自成封闭回路。这样可以保证每级电路的高频地电流主要在本级地回路中流通，不致因流过其他级的地回路而产生较强的级间地电流耦合。每级电路四周都是地线，便于接地元件就近接地。而在强磁场中工作的电路，每级地线却不能做成封闭回路，以免在较强磁场环境中，封闭的地线成为一个线圈而产生电磁感应。

当电路工作频率较高时，为减少地阻抗，地线应有足够的宽度，频率越高，地线也应足够宽以减小引线电感。

接地线，特别是大面积接地也起到屏蔽作用，但这种屏蔽作用不能因产生的分布电容而影响了电气性能。