几个PCB布线设计的重要参数讲解

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优秀的 PCB 设计者同时也是出色的艺术家，但是伴随 5G 的全面商用以及物联网设备的普及，电路板走线越来越精密，信号频率日益提高，电磁干扰问题日趋严重，PCB 设计人员不得不去面对一个现实问题：PCB 电路板已经开始像一个具有电阻、电容、电感的组件，而非像过去 10 年前那样仅仅作为线路连接的平台。电磁兼容性与信号完整性的问题日益突出，对于 PCB 布线与元器件布局的要求越来越高。以下文字将简单介绍几个PCB布线设计的重要参数。

（1） PCB板上预划分数字、模拟、DAA信号布线区域。 （2）数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置于各自的布线区域内。 （3） 高速数字信号走线尽量短。 （4） 敏感模拟信号走线尽量短。

（5）合理分配电源和地。

（6） DGND、AGND、实地分开。

（7） 电源及临界信号走线使用宽线。

（8）电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。

（9）数字电路放置于并行总线/串行DTE接口附近，DAA电路放置于电话线接口附近。

（10）小的分立器件走线须对称，间距比较密的SMT焊盘引线应从焊盘外部连接，不允许在焊盘中间直接连接。

（11）关键信号线优先：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先。

（12）布线密度优先原则：从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域开始布线。

（13）PCB设计中应避免产生锐角和直角，产生不必要的辐射，同时PCB生产工艺性能也不好。

（14）贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从pin脚间穿过。

PCB高频电路布线   

（1）合理选择PCB层数。用中间的电源层(vcc layer)和地层(Gnd layer)可以起到屏蔽作用，有效降低寄生电感和寄生电容，也可大大缩短布线的长度，减少信号间的交叉干扰。

（2）走线方式：必须按照45°的拐角方式，不要用90°的拐角。如下图：

（3）层间布线方向：应该互相垂直，顶层是水平方向，则底层为垂直方向，可以减少信号间的干扰。

（4）包地：对重要的信号进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，也可以多干扰信号进行包地，使其不能干扰其他信号。

（5）加解耦电容（去耦电容）：在IC的电源端加解耦电容。

（6）高频扼流：当有数字地和模拟地等公共接地时，要在它们之间加高频扼流器件，一般可以用中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠。

（7）铺铜：增加接地的面积也可减小信号的干扰。（在铺铜过程中需要去除死铜）

（8）走线长度：走线长度越短越好，这样的话，受到的干扰就会减少。当然不是所有走线只追求短，比如DDR走线，讲究的是时钟、地址、数据走线之间的等长，所以会看到很多特意为了增加长度的蛇形走线。

特殊元器件的布线

（1）高频元件：高频元件之间的连线越短越好，设法减小连线的分布参数和相互之间的电干扰，容易干扰的元器件不能距离太近。

（2）具有高电位差的元件：应加大具有高电位差元器件和连线之间的距离，以免出现意外短路损坏元器件。为避免爬电现象的发生，一般要求2000V电位差之间的铜箔线距离应大于2mm。

（3）重量大的元件：重量过重的元器件应该有支架固定。

（4）发热与热敏元件：注意发热元件应远离热敏元件。高热器件要均衡分布。

PCB布线设计的重要参数

（1）铜走线(Track)线宽：单面板0.3mm，双面板0.2mm；

（2）铜箔线之间最小间隙：单面板0.3mm，双面板0.2mm；

（3）铜箔线距PCB板边缘最小1mm，元件距PCB板边缘最小5mm，焊盘距PCB板边缘最小4mm；

（4）一般通孔安装元件的焊盘直径是焊盘内径直径的2倍。

（5）电解电容不可靠近发热元件，例如大功率电阻、变压器、大功率三极管、三端稳压电源和散热片等。

电解电容与这些元件的距离不小于10mm。

（6）螺丝孔半径外5mm内不能有铜箔线(除接地外)及元件。

（7）在大面积的PCB设计中(超过500㎡以上)，为防止过锡炉时PCB弯曲，应在PCB中间留一条5mm至10mm宽的空隙不放置元件，以用来放置防止PCB弯曲的压条。

（8）每一块PCB应用空心的箭头标出过锡炉的方向。

（9）布线时，DIP封装的IC摆放方向应与过锡炉的方向垂直，尽量不要平行，以避免连锡短路。

（10）布线方向由垂直转入水平时，应该从45°方向进入。

（11）电源线宽不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil(或8mil)；线间距不低于10mil。

（12）板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)。

（13）画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线。

（14）PCB上有保险丝、保险电阻、交流220V的滤波电容、变压器等元件的附近应在丝印层印上警告标记。

（15）交流220V电源部分的火线和零线间距应不小于3mm。220V电路中的任何一根线与低压元件和pad、Track之间的距离应不小于6mm，并丝印上高压标记，弱电和强电之间应该用粗的丝网线分开，以警告维修人员小心操作。

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