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3. 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。必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法。保证信号质量。 4. 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。 5. 有阻抗控制要求的网络应布置在阻抗控制层上。 6. 进行PCB设计时应该遵循的规则 1） 地线回路规则： 环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。针对这一规则，在地平面分割时，要考虑到地平面与重要信号走线的分布，防止由于地平面开槽等带来的问题；在双层板设计中，在为电源留下足够空间的情况下，应该将留下的部分用参考地填充，且增加一些必要的孔，将双面地信号有效连接起来，对一些关键信号尽量采用地线隔离，对一些频率较高的设计，需特别考虑其地平面信号回路问题，建议采用多层板为宜。 2） 窜扰控制 串扰（CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是： 加大平行布线的间距，遵循3W规则。 在平行线间插入接地的隔离线。 减小布线层与地平面的距离。 3） 屏蔽保护 对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。 4） 走线的方向控制规则： 即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板结构限制（如某些背板）难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。 5） 走线的开环检查规则： 一般不允许出现一端浮空的布线（Dangling Line), 主要是为了避免产生"天线效应"，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。 6） 阻抗匹配检查规则： 同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装的引出线类似的结构时，可能无法避免线宽的变化，应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。 7） 走线终结网络规则： 在高速数字电路中，当PCB布线的延迟时间大于信号上升时间（或下降时间）的1/4时，该布线即可以看成传输线，为了保证信号的输入和输出阻抗与传输线的阻抗正确匹配，可以采用多种形式的匹配方法，所选择的匹配方法与网络的连接方式和布线的拓朴结构有关。 A. 对于点对点（一个输出对应一个输入）连接，可以选择始端串联匹配或终端并联匹配。前者结构简单，成本低，但延迟较大。后者匹配效果好，但结构复杂，成本较高。 B. 对于点对多点（一个输出对应多个输出）连接，当网络的拓朴结构为菊花链时，应选择终端并联匹配。当网络为星型结构时，可以参考点对点结构。 星形和菊花链为两种基本的拓扑结构, 其他结构可看成基本结构的变形, 可采取一些灵活措施进行匹配。在实际操作中要兼顾成本、功耗和性能等因素，一般不追求完全匹配，只要将失配引起的反射等干扰限制在可接受的范围即可。 8） 走线闭环检查规则： 防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰。 9） 走线的分枝长度控制规则： 尽量控制分枝的长度，一般的要求是Tdelay<=Trise/20。 10） 走线的谐振规则： 主要针对高频信号设计而言，即布线长度不得与其波长成整数倍关系，以免产生谐振现象。 11） 走线长度控制规则： 即短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱动多个器件的情况，应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。 12） 倒角规则： PCB设计中应避免产生锐角和直角， 产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。 13） 器件去藕规则： A. 在印制版上增加必要的去藕电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定。在多层板中，对去藕电容的位置一般要求不太高，但对双层板，去藕电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性，有时甚至关系到设计的成败。 B. 在双层板设计中，一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用，同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响，一般来说，采用总线结构设计比较好，在设计时，还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。 C. 在高速电路设计中，能否正确地使用去藕电容，关系到整个板的稳定性。 14） 器件布局分区/分层规则： A. 主要是为了防止不同工作频率的模块之间的互相干扰，同时尽量缩短高频部分的布线长度。通常将高频的部分布设在接口部分以减少布线长度，当然，这样的布局仍然要考虑到低频信号可能受到的干扰。同时还要考虑到高/低频部分地平面的分割问题，通常采用将二者的地分割，再在接口处单点相接。 B. 对混合电路，也有将模拟与数字电路分别布置在印制板的两面，分别使用不同的层布线，中间用地层隔离的方式。 15） 孤立铜区控制规则： 孤立铜区的出现，将带来一些不可预知的问题，因此将孤立铜区与别的信号相接，有助于改善信号质量， 通常是将孤立铜区接地或删除。在实际的制作中，PCB厂家将一些板的空置部分增加了一些铜箔，这主要是为了方便印制板加工，同时对防止印制板翘曲也有一定的作用。 16） 电源与地线层的完整性规则： 对于导通孔密集的区域，要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接，形成对平面层的分割，从而破坏平面层的完整性，并进而导致信号线在地层的回路面积增大。 17） 重叠电源与地线层规则： 不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰，特别是一些电压相差很大的电源之间，电源平面的重叠问题一定要设法避免，难以避免时可考虑中间隔地层。 18） 3W规则： 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。 19） 20H规则： 由于电源层与地层之间的电场是变化的，在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效应。 解决的办法是将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H（电源和地之间的介质厚度）为单位，若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。 20） 五---五规则： 印制板层数选择规则，即时钟频率到5MHz或脉冲上升时间小于5ns，则PCB板须采用多层板，这是一般的规则，有的时候出于成本等因素的考虑，采用双层板结构时，这种情况下，最好将印制板的一面做为一个完整的地平面层。 D. 后仿真及设计优化（待补充） E. 工艺设计要求 1. 一般工艺设计要求参考《印制电路CAD工艺设计规范》Q/DKBA-Y001-1999 2. 功能板的ICT可测试要求 A. 对于大批量生产的单板，一般在生产中要做ICT（In Circuit Test), 为了满足ICT测试设备的要求，PCB设计中应做相应的处理，一般要求每个网络都要至少有一个可供测试探针接触的测试点，称为ICT测试点。 B. PCB上的ICT测试点的数目应符合ICT测试规范的要求,且应在PCB板的焊接面, 检测点可以是器件的焊点,也可以是过孔。 C. 检测点的焊盘尺寸最小为24mils（0.6mm），两个单独测试点的最小间距为60mils(1.5mm)。 D. 需要进行ICT测试的单板，PCB的对角上要设计两个125MILS的非金属化的孔, 为ICT测试定位用。 3. PCB标注规范。 钻孔层中应标明印制板的精确的外形尺寸，且不能形成封闭尺寸标注；所有孔的尺寸和数量并注明孔是否金属化。 II. 设计评审 A. 评审流程 设计完成后，根据需要可以由PCB设计者或产品硬件开发人员提出PCB设计质量的评审，其工作流程和评审方法参见《PCB设计评审规范》。 B. 自检项目 如果不需要组织评审组进行设计评审，可自行检查以下项目。 1. 检查高频、高速、时钟及其他脆弱信号线，是否回路面积最小、是否远离干扰源、是否有多余的过孔和绕线、是否有垮地层分割区 2. 检查晶体、变压器、光藕、电源模块下面是否有信号线穿过，应尽量避免在其下穿线，特别是晶体下面应尽量铺设接地的铜皮。 3. 检查定位孔、定位件是否与结构图一致，ICT定位孔、SMT定位光标是否加上并符合工艺要求。 4. 检查器件的序号是否按从左至右的原则归宿无误的摆放规则，并且无丝印覆盖焊盘；检查丝印的版本号是否符合版本升级规范，并标识出。 5. 报告布线完成情况是否百分之百；是否有线头；是否有孤立的铜皮。 6. 检查电源、地的分割正确；单点共地已作处理； 7. 检查各层光绘选项正确，标注和光绘名正确；需拼板的只需钻孔层的图纸标注。 8. 输出光绘文件，用CAM350检查、确认光绘正确生成。 9. 按规定填写PCB设计（归档）自检表，连同设计文件一起提交给工艺设计人员进行工艺审查。 10. 对工艺审查中发现的问题，积极改进，确保单板的可加工性、可生产性和可测试性。
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发表于 2016-1-5 11:22:05
