PCB Layout初學者必備的6個知識點,你掌握了嗎?

學習PCB設計是一個循環漸進的過程，需要大家積累一定的知識、技巧和經驗。本文，我們為PCB Layout初學者整理了一些和PCB設計相關的技術要點、設計經驗、設計技巧等知識，方便大家快速上手。

PCB Layout是什麼意思？

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「電子產品之母」之稱。LAYOUT是布局規劃的意思。結合起來：PCB Layout就是印刷電路板布局布線的意思。PCB設計，通常也稱為PCB Layout。

PCB設計需要藉助計算機輔助設計實現，業內常用的設計軟體有：Cadence Allegro，PADS，Altium Designer等。

常規PCB設計包括建庫、調網表、布局、布線、文件輸出等幾個步驟，但常規PCB設計流程已經遠遠不能滿足日益複雜的高速PCB設計要求。由於SI仿真、PI仿真、EMC設計、單板工藝等都需要緊密結合到設計流程中，同時為了實現品質控制，要在各節點增加評審環節，實際的PCB設計流程要複雜得多。

PCB布局

在綜合考慮信號質量、EMC、熱設計、DFM、DFT、結構、安規等方面要求的基礎上，將器件合理的放置到板面上。——布局

PCB布局設計是 PCB 整個設計流程中的首個重要設計環節。越複雜的PCB板，布局的好壞越能直接影響到後期布線的實現難易程度。布局應儘量滿足以下要求：總的連線儘可能短，關鍵信號線最短；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；模擬信號與數位訊號分開；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，局部調整。

PCB布線

在遵循信號質量、DFM、EMC等規則要求下，實現器件管腳間的物理連接設計。——布線

PCB布線設計是整個PCB設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、安全間距避免採用極限值。

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，至少保證不小於20mil。

3）金屬外殼器件下，不允許有過孔、表層走線。

4）儘量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關鍵信號提供專門的布線層，並保證其最小的迴路面積。採用屏蔽和加大安全間距等方法，保證信號質量。

5）電源層和地層之間的EMC環境較差，應避免布置對幹擾敏感的信號線。

6）布線儘可能靠近一個平面，並避免跨分割。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，但由於電源和地線的考慮不周到而引起的幹擾，會使產品的性能下降，有時甚至會影響到產品的成功率。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生的噪音和幹擾降到最低限度，以保證產品的質量。

1）儘量加寬電源和地線的寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關係是：地線—電源線—信號線。

2）對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路，即構成一個地網來使用（模擬電路的地不能這樣使用）

3）用大面積銅層作地線用，在印製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，電源和地線各佔用一層。

數字電路與模擬電路的共地處理

現在許多PCB不再是單一功能電路，而是由數字電路和模擬電路混合構成的。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幹擾。

數字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線儘可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整個PCB對外界只有一個結點，所以必須在PCB內部進行處理數字和模擬共地的問題，而在板內部數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，這由系統設定來決定。

設計規則檢查（DRC）

布線設計完成後，需要認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規則，同時也需要確認所制定的規則是否符合印製板生產工藝要求，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）對於關鍵信號線是否採取了最佳的措施（如長度最短，加保護線，輸入線及輸出線被明顯地分開）

4）模擬電路和數字電路部分是否有各自獨立的地線。

5）後加在PCB中的圖形（如圖標、標註）是否會造成信號短路。

6）在PCB上是否加有工藝線，阻焊是否符合生產工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標示是否壓器件焊盤。