PCB Layout初學(xué)者必備的6個知識點，你掌握了嗎？

板兒妹0517

學(xué)習(xí)PCB設(shè)計是一個循環(huán)漸進的過程，需要大家積累一定的知識、技巧和經(jīng)驗。本文，我們?yōu)镻CB Layout初學(xué)者整理了一些和PCB設(shè)計相關(guān)的技術(shù)要點、設(shè)計經(jīng)驗、設(shè)計技巧等知識，方便大家快速上手。

PCB Layout是什么意思？
PCB是印刷電路板（Printed Circuit Board）的簡稱，它是電子元器件的支撐體，也是電子元器件電氣連接的載體，有“電子產(chǎn)品之母”之稱。LAYOUT是布局規(guī)劃的意思。結(jié)合起來：PCB Layout就是印刷電路板布局布線的意思。PCB設(shè)計，通常也稱為PCB Layout。
PCB設(shè)計需要借助計算機輔助設(shè)計實現(xiàn)，業(yè)內(nèi)常用的設(shè)計軟件有：Cadence Allegro，PADS，Altium Designer等。
常規(guī)PCB設(shè)計包括建庫、調(diào)網(wǎng)表、布局、布線、文件輸出等幾個步驟，但常規(guī)PCB設(shè)計流程已經(jīng)遠遠不能滿足日益復(fù)雜的高速PCB設(shè)計要求。由于SI仿真、PI仿真、EMC設(shè)計、單板工藝等都需要緊密結(jié)合到設(shè)計流程中，同時為了實現(xiàn)品質(zhì)控制，要在各節(jié)點增加評審環(huán)節(jié)，實際的PCB設(shè)計流程要復(fù)雜得多。
PCB布局
在綜合考慮信號質(zhì)量、EMC、熱設(shè)計、DFM、DFT、結(jié)構(gòu)、安規(guī)等方面要求的基礎(chǔ)上，將器件合理的放置到板面上。——布局
PCB布局設(shè)計是 PCB 整個設(shè)計流程中的首個重要設(shè)計環(huán)節(jié)。越復(fù)雜的PCB板，布局的好壞越能直接影響到后期布線的實現(xiàn)難易程度。布局應(yīng)盡量滿足以下要求：總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號線最短；高電壓、大電流信號與低電壓、小電流信號的弱信號完全分開；模擬信號與數(shù)字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間距要充分。在滿足仿真和時序分析要求的前提下，局部調(diào)整。
PCB布線
在遵循信號質(zhì)量、DFM、EMC等規(guī)則要求下，實現(xiàn)器件管腳間的物理連接設(shè)計。——布線
PCB布線設(shè)計是整個PCB設(shè)計中工作量最大的工序，直接影響著 PCB 板的性能好壞。布線處理的一些基本要求如下：
1）過孔、線寬、安全間距避免采用極限值。
2）走線到板邊的距離通常情況下需≥2mm，在不能滿足條件的情況下，至少保證不小于20mil。
3）金屬外殼器件下，不允許有過孔、表層走線。
4）盡量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關(guān)鍵信號提供專門的布線層，并保證其最小的回路面積。采用屏蔽和加大安全間距等方法，保證信號質(zhì)量。
5）電源層和地層之間的EMC環(huán)境較差，應(yīng)避免布置對干擾敏感的信號線。
6）布線盡可能靠近一個平面，并避免跨分割。若必須跨分割或者無法靠近電源地平面，這些情況僅允許在低速信號線中存在。
7）平面層和布線層分布對稱，介質(zhì)厚度分布對稱，過孔跨層保持對稱。
8）所有信號線必須倒角，倒角角度為45度，特殊情況除外。

電源、地線的處理
即使在整個PCB板中的布線完成的很好，但由于電源和地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產(chǎn)品的性能下降，有時甚至?xí)�影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電源和地線的處理要認真對待，把電源和地線的所產(chǎn)生的噪音和干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
1）盡量加寬電源和地線的寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線—電源線—信號線。
2）對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路，即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用（模擬電路的地不能這樣使用）
3）用大面積銅層作地線用，在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是多層板，電源和地線各占用一層。
數(shù)字電路與模擬電路的共地處理
現(xiàn)在許多PCB不再是單一功能電路，而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾的問題，特別是地線上的噪音干擾。
數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整個PCB對外界只有一個結(jié)點，所以必須在PCB內(nèi)部進行處理數(shù)字和模擬共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的，它們之間是互不相連的，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數(shù)字地與模擬地有一點短接，（請注意，只有一個連接點），也有在PCB上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)定來決定。
設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）
布線設(shè)計完成后，需要認真檢查布線設(shè)計是否符合設(shè)計者所制定的規(guī)則，同時也需要確認所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝要求，一般檢查有如下幾個方面：
1）線與線，線與元件焊盤，線與孔，元件焊盤和孔，孔與孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。
2）電源線和地線的寬度是否合適，電源和地線之間是否耦合，在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
3）對于關(guān)鍵信號線是否采取了最佳的措施（如長度最短，加保護線，輸入線及輸出線被明顯地分開）
4）模擬電路和數(shù)字電路部分是否有各自獨立的地線。
5）后加在PCB中的圖形（如圖標、標注）是否會造成信號短路。
6）在PCB上是否加有工藝線，阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標示是否壓器件焊盤。

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