14條關(guān)鍵PCB布線原則與技巧

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$ \& T- ~: G* _; i+ X) P: y7 V5 D5 rPCB（印制電路板）布線是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，良好的布線能夠確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。今天為大家分享14條PCB布線原則技巧。一、堅(jiān)持手動(dòng)布線通常來說，一般 PCB 設(shè)計(jì)軟件都包含自動(dòng)布線的功能，但實(shí)際上，沒有一個(gè)自動(dòng)布線可以完全取代 PCB layout 工程師的技能、經(jīng)驗(yàn)和靈活性。在某些情況下，你可以使用自動(dòng)布線：放置完所有的組件后，你可以使用自動(dòng)布線工作檢查你的完成率，如果低于 85%，就需要調(diào)整你的組件放置。布線時(shí)，瓶頸和其他關(guān)鍵連接點(diǎn)可能從裂縫中脫落，可以使用自動(dòng)路由功能進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)你不知道怎么開始布線或者遇到困難，可以使用自動(dòng)布線作為靈感來源。

二、了解制造商的規(guī)格在你開始鋪設(shè)銅跡線時(shí)，先花時(shí)間問問你的制造商，看制造商是否對(duì)最小跡線寬度、跡線間距以及他們可以組裝的 PCB 層數(shù)有要求。預(yù)先了解這些信息，你可以在設(shè)計(jì)規(guī)則中設(shè)置走線寬度和間距值，避免重新布線整個(gè) PCB 布局。三、選擇合適的走線寬度走線的幾何形狀（厚度和寬度）可以確保電路在所有環(huán)境和負(fù)載條件下正常工作。PCB 的走線用于傳輸電信號(hào)，因此必須具有與通過它們的電流兼容的寬度。PCB Layout 工程師 必須確定每條走線的最小寬度，以避免電路板過熱的危險(xiǎn)；該參數(shù)直接影響布線過程，因?yàn)樗鼫p少了 PCB 上的可用空間。如果可用空間不是問題，建議使用寬度大于最小值的走線，從而提高電路板的熱管理和可靠性，外層上的走線可實(shí)現(xiàn)更好的熱交換，因此可能具有更小的寬度。四、走線和焊盤之間留出足夠的空間在PCB 走線和焊盤之間保留足夠的空間至關(guān)重要（如下所示），這可以避免在 PCB 制造或者組裝階段發(fā)生短路。一般來說，建議在每條相鄰走線和焊盤之間留出適當(dāng)?shù)拈g隙，它們周圍必須始終有足夠的空間，沒有走線或焊盤，以避免觸電的風(fēng)險(xiǎn)。五、PCB 元器件放置元器件的放置方式?jīng)Q定了PCB 設(shè)計(jì)是否成功。要正確放置元器件，就必須要充分了解它們的特性。例如，熱敏電解電容必須遠(yuǎn)離發(fā)熱二極管、電阻和電感。以下列出簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)法則：必須要注意具有多引腳的組件，因?yàn)檫@些組件占有的空間很大保持組件放置在相同的方向在放置之前考慮每個(gè)組件的功能及其與其他組件的關(guān)系如果組件已經(jīng)采購(gòu)，那么建議按照尺寸在紙上打印布局，并查看組件是否合適。

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六、保持模擬和數(shù)字走線分開承載數(shù)字信號(hào)的PCB 走線，尤其是高頻信號(hào)，必須與承載模擬信號(hào)的走線分開。將模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的走線分開，可以降低相互干擾的可能性，從而提高電路的穩(wěn)定性和可靠性。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)走在同一條線上時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下問題：帶來串?dāng)_：數(shù)字信號(hào)的高頻分量會(huì)對(duì)模擬信號(hào)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致模擬信號(hào)的精度下降。引入噪聲：數(shù)字信號(hào)本身包含噪聲，當(dāng)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)共用同一條線時(shí)，這些噪聲也會(huì)對(duì)模擬信號(hào)產(chǎn)生影響。滯后或延遲：數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中會(huì)存在一定的延遲或滯后，這可能會(huì)導(dǎo)致模擬信號(hào)的失真。
七、注意接地層每個(gè) PCB 至少需要一個(gè)接地層，因?yàn)樗鼮樗�有走線提供了相同的參考點(diǎn)來測(cè)量電壓。相反，如果你選擇將每條單獨(dú)的走線布線到地而不是地平面，你將會(huì)得到無數(shù)不同的接地連接，并且每個(gè)都有自己的電阻和電壓降。最簡(jiǎn)單和最線性的解決方案是創(chuàng)建一個(gè)堅(jiān)固的接地層，可以是整個(gè)銅區(qū)域，在多層板的情況下甚至可以是整個(gè)層。在傳輸信號(hào)的走線下放置一個(gè)接地層有助于降低其阻抗并提高抗噪能力，建議是將電源和接地層放置在電路板的最內(nèi)層，使它們保持對(duì)稱和居中，這樣可以防止PCB 彎曲。

6 u& ~: U. x$ g: {; e$ M八、走線和安裝孔留有足夠的空間在你放置組件的過程中，你首先應(yīng)該放置了所有的插件，那你是否在其他組件和將它們連接在一起的所有走線之間留出足夠的空間？如果沒有這么做的話，那么 PCB 上可能會(huì)產(chǎn)生電擊危險(xiǎn)，并且依靠阻焊層作為唯一的絕緣體并不能保證安全。在使用插件時(shí)，要記住在安裝孔的物理尺寸之外留出一圈空間，以保護(hù)它免受附近其他組件和走線的影響。
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4 M, Y6 p' s/ M" M+ |. r, F( I) ~8 y九、交替走線方向如果一個(gè)層的大部分走線遵循某一個(gè)方向（例如水平），那么優(yōu)先選擇與其相鄰的走線的垂直方向（例如垂直），這可以減少軌道之間的串?dāng)_現(xiàn)象。此外，交替走線方向的布線方式還可以提高信號(hào)的穩(wěn)定性。在同一方向的走線上，由于信號(hào)線之間的電容和電感的相互作用，可能會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射、衰減和失真等問題。需要注意的是，交替走線方向的布線方式也可能會(huì)增加布線的復(fù)雜度和成本，因此需要在實(shí)際設(shè)計(jì)中進(jìn)行權(quán)衡和考慮。十、避免電容耦合為了減少由放置在大型接地平面上方和下方的走線產(chǎn)生的電容耦合，必須確保分配給電源和模擬信號(hào)的走線布置在專用層上。減小電容值：電容值越小，電容耦合的影響就越小。因此，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以采用盡量小的電容值來減小電容耦合的影響。增加阻抗：增加電路中相關(guān)信號(hào)的阻抗，可以降低電容耦合的影響。例如，在信號(hào)輸入端或輸出端加入合適的電阻，可以將信號(hào)源和負(fù)載間的電容耦合效應(yīng)降低到最小。采用差分信號(hào)線：差分信號(hào)線可以在一定程度上減少電容耦合的影響。由于差分信號(hào)線是由兩根線構(gòu)成的，信號(hào)是通過兩根線之間的差異傳輸?shù)�，因此可以避免單根線產(chǎn)生的電容耦合問題。十一、放置散熱孔和焊盤放置散熱孔可以提高PCB板的散熱效率。散熱孔可以將空氣流動(dòng)引入PCB板內(nèi)部，并且增加PCB板表面積，使得熱量更容易散發(fā)。此外，散熱孔還可以減少PCB板表面的氣泡和焊接時(shí)的氣體積聚。放置焊盤可以提高PCB板的可靠性。在焊盤的設(shè)計(jì)中，需要考慮到焊接工藝和焊接質(zhì)量，以及元件與PCB板之間的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。通過優(yōu)化焊盤的設(shè)計(jì)和布局，可以提高焊接質(zhì)量，減少焊接缺陷，從而提高PCB板的可靠性和性能。

9 u2 P6 k) Q7 |3 P8 q( z十二、接地和電源走線與電源和接地信號(hào)相關(guān)的走線要比承載數(shù)字或者模擬信號(hào)的走線粗，這可以使它們能夠承載更大的電流，即：通過簡(jiǎn)單的目視檢查也可以輕松識(shí)別，從而降低信號(hào)和電源線之間連接錯(cuò)誤的可能性。一個(gè)常見的規(guī)則是對(duì)接地和電源走線使用 0.040 英寸寬度，對(duì)所有其他走線使用 0.025 英寸寬度。如果你不讓電源和接地走線比平均寬度更寬，那么大量的熱量試圖流過那些狹窄的空間，可能最終會(huì)燒到電線，并且燒壞掉 PCB 板。與連接到集成電路的所有信號(hào)走線相比，你可以看到 +5V 電源走線的寬度更大。

十三、利用絲印層PCB 板附帶的絲印層可以用于標(biāo)記你想要標(biāo)記的信息。用太多的文字，占空間。不需要寫下所有可用的信息，例如，絕對(duì)不需要標(biāo)注電阻值。如果允許，文本可以大點(diǎn)，這樣打印出來也比較清晰。不要在要焊接的裸露銅焊盤上貼標(biāo)簽，因?yàn)槟�水可能�?huì)阻礙焊料的流動(dòng)，從而導(dǎo)致接頭不良。
3 \, N, q" e& P6 W/ A8 W8 h/ w十四、避免 90°角通常的工程師應(yīng)該都知道銳角和直角曲線在高頻下會(huì)產(chǎn)生問題，從而產(chǎn)生不連續(xù)性，進(jìn)而通過增加串?dāng)_、輻射和反射來?yè)p害信號(hào)完整性。
) a* G, F6 ~0 P走線貫穿整個(gè)PCB 和組件周圍，最佳角度是45°。

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