PCB Layout初学者必备的6个知识点

发表于 2024-5-20 08:30

PCB布局

在综合考虑信号质量、EMC、热设计、DFM、DFT、结构、安规等方面要求的基础上，将器件合理的放置到板面上。——布局

PCB布局设计是 PCB 整个设计流程中的首个重要设计环节。越复杂的PCB板，布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。布局应尽量满足以下要求：总的连线尽可能短，关键信号线最短；高电压、大电流信号与低电压、小电流信号的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间距要充分。在满足仿真和时序分析要求的前提下，局部调整。

发表于 2024-5-20 08:30

PCB布线
在遵循信号质量、DFM、EMC等规则要求下，实现器件管脚间的物理连接设计。——布线
PCB布线设计是整个PCB设计中工作量最大的工序，直接影响着 PCB 板的性能好坏。布线处理的一些基本要求如下：
1）过孔、线宽、安全间距避免采用极限值。
2）走线到板边的距离通常情况下需≥2mm，在不能满足条件的情况下，至少保证不小于20mil。
3）金属外壳器件下，不允许有过孔、表层走线。
4）尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层，并保证其最小的回路面积。采用屏蔽和加大安全间距等方法，保证信号质量。
5）电源层和地层之间的EMC环境较差，应避免布置对干扰敏感的信号线。
6）布线尽可能靠近一个平面，并避免跨分割。若必须跨分割或者无法靠近电源地平面，这些情况仅允许在低速信号线中存在。
7）平面层和布线层分布对称，介质厚度分布对称，过孔跨层保持对称。
8）所有信号线必须倒角，倒角角度为45度，特殊情况除外。

发表于 2024-5-20 08:30

电源、地线的处理
即使在整个PCB板中的布线完成的很好，但由于电源和地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至会影响到产品的成功率。所以对电源和地线的处理要认真对待，把电源和地线的所产生的噪音和干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
1）尽量加宽电源和地线的宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线—电源线—信号线。
2）对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路，即构成一个地网来使用（模拟电路的地不能这样使用）
3）用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是多层板，电源和地线各占用一层。

发表于 2024-5-20 08:31

数字电路与模拟电路的共地处理
现在许多PCB不再是单一功能电路，而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰的问题，特别是地线上的噪音干扰。
数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整个PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数字和模拟共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的，它们之间是互不相连的，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，（请注意，只有一个连接点），也有在PCB上不共地的，这由系统设定来决定。

发表于 2024-5-20 08:31

设计规则检查（DRC）

布线设计完成后，需要认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需要确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺要求，一般检查有如下几个方面：
1）线与线，线与元件焊盘，线与孔，元件焊盘和孔，孔与孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。
2）电源线和地线的宽度是否合适，电源和地线之间是否耦合，在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。
3）对于关键信号线是否采取了最佳的措施（如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开）
4）模拟电路和数字电路部分是否有各自独立的地线。
5）后加在PCB中的图形（如图标、标注）是否会造成信号短路。
6）在PCB上是否加有工艺线，阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标示是否压器件焊盘。

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