【正文】 1 PCB 布局 在設(shè)計(jì)中，布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線(xiàn)的效果，因此可以這樣認(rèn)為，合理的布局是 PCB 設(shè)計(jì)成功的第一步。 布局的方式分兩種，一種是交互式布局，另一種是自動(dòng)布局，一般是在自動(dòng)布局的基礎(chǔ)上用交互式布局進(jìn)行調(diào)整，在布局時(shí)還可根據(jù)走線(xiàn)的情況對(duì)門(mén)電路進(jìn)行再分配，將兩個(gè)門(mén)電路進(jìn)行交換，使其成為便于布線(xiàn)的最佳布局。在布局完成后，還可對(duì)設(shè)計(jì)文件及有關(guān)信息進(jìn)行返回標(biāo)注于原理圖，使得 PCB 板中的有關(guān)信息與原理圖相一致，以便在今后的建檔、更改設(shè)計(jì)能同步起來(lái) , 同時(shí)對(duì)模擬的有關(guān)信息進(jìn)行更新，使得能對(duì)電 路的電氣性能及功能進(jìn)行板級(jí)驗(yàn)證。 考慮整體美觀 一個(gè)產(chǎn)品的成功與否，一是要注重內(nèi)在質(zhì)量，二是兼顧整體的美觀，兩者都較完美才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。 在一個(gè) PCB 板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉。 布局的檢查 印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符？能否符合 PCB 制造工藝要求？有無(wú)定位標(biāo)記？元件在二維、三維空間上有無(wú)沖突？元件布局是否疏密有序，排列整齊？是否全部布完？需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換？插件板插入設(shè)備是否方便？ 熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x？調(diào)整可調(diào)元件是否方便？ 在需要散熱的地方，裝了散熱器沒(méi)有？空氣流是否通暢？信號(hào)流程是否順暢且互連最短？插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾？ PCB 布線(xiàn)經(jīng)驗(yàn) (一） 這是個(gè)牽涉面大的問(wèn)題。拋開(kāi)其它因素，僅就 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，我有以下幾點(diǎn)體會(huì)，供大家參考： ：如輸入 /輸出，交流 /直流，強(qiáng) /弱信號(hào)，高頻 /低頻，高壓 /低壓等 ...，它們的走向應(yīng)該是呈線(xiàn)形的 (或分離 )，不得相互交融。其目的是防止相互干擾。最好的走向是按直線(xiàn)，但一般不易實(shí)現(xiàn)，最不利的走向是環(huán)形。對(duì)于是直流，小信號(hào)，低電壓 PCB 設(shè)計(jì)的要求可以低些。所以 “合理”是相對(duì)的。上下層之間走線(xiàn)的方向基本垂直。整個(gè)板子的不想要均勻，能不擠的不要擠在一齊。 ：小小的接地點(diǎn)不知有多少工程技術(shù)人員對(duì)它做過(guò)多少論述，足見(jiàn)其重要性。一般情況下要求共點(diǎn)地，如：前向放大器的多條地線(xiàn)應(yīng)匯合后再與干線(xiàn)地相連等等 ...。現(xiàn)實(shí)中，因受各種限制很難完全辦到，但應(yīng)盡力遵循。這個(gè)問(wèn)題在實(shí)際中是相當(dāng)靈活的。每個(gè)人都有自己的一套解決方案。如能針對(duì)具體的電路板來(lái)解釋就容易理解。 /退耦電容：一般在原理圖中僅畫(huà)出若干電源濾波 /退耦電容，但未指出它們各自應(yīng)接于何處 。其實(shí)這些電容是為開(kāi)關(guān)器件 (門(mén)電路 )或其它需要濾波 /退耦的件而設(shè)置的，布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件，離得太遠(yuǎn)就沒(méi)有作用了。有趣的是，當(dāng)電源濾波 /退耦電容布置的合理時(shí)，接地點(diǎn)的問(wèn)題就顯得不那么明顯。 在貼片器件的退耦電容最好在布在板子另一面的器件肚子位置，電源和地要先過(guò)電容，再進(jìn)芯片。 ：有條件做寬的線(xiàn)決不做細(xì)；高壓及高頻線(xiàn)應(yīng)園滑，不得有尖銳的倒角，拐彎 2 也不得采用直角。地線(xiàn)應(yīng)盡量寬，最好使用大面積敷銅，這對(duì)接地點(diǎn)問(wèn)題有相當(dāng)大的改善。 ，但卻是 PCB 設(shè)計(jì) 中帶來(lái)的，它們是： 過(guò)線(xiàn)孔太多，沉銅工藝稍有不慎就會(huì)埋下隱患。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少過(guò)線(xiàn)孔。同向并行的線(xiàn)條密度太大，焊接時(shí)很容易連成一片。所以，線(xiàn)密度應(yīng)視焊接工藝的水平來(lái)確定。焊點(diǎn)的距離太小，不利于人工焊接，只能以降低工效來(lái)解決焊接質(zhì)量。否則將留下隱患。所以，焊點(diǎn)的最小距離的確定應(yīng)綜合考慮焊接人員的素質(zhì)和工效。焊盤(pán)或過(guò)線(xiàn)孔尺寸太小，或焊盤(pán)尺寸與鉆孔尺寸配合不當(dāng)。前者對(duì)人工鉆孔不利，后者對(duì)數(shù)控鉆孔不利。容易將焊盤(pán)鉆成“ c”形，重則鉆掉焊盤(pán)。導(dǎo)線(xiàn)太細(xì)，而大面積的未布線(xiàn)區(qū)又沒(méi)有設(shè)置敷銅，容易造成腐蝕不均勻。即當(dāng)未 布線(xiàn)區(qū)腐蝕完后，細(xì)導(dǎo)線(xiàn)很有可能腐蝕過(guò)頭，或似斷非斷，或完全斷。所以，設(shè)置敷銅的作用不僅僅是增大地線(xiàn)面積和抗干擾。 以上諸多因素都會(huì)對(duì)電路板的質(zhì)量和將來(lái)產(chǎn)品的可靠性大打折扣。 PCB 布線(xiàn)經(jīng)驗(yàn) (二） PCB 設(shè)計(jì)中，布線(xiàn)是完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟，可以說(shuō)前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的， 在整個(gè) PCB 中，以布線(xiàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程限定最高，技巧最細(xì)、工作量最大。 PCB 布線(xiàn)有單面布線(xiàn)、 雙面布線(xiàn)及多層布線(xiàn)。布線(xiàn)的方式也有兩種：自動(dòng)布線(xiàn)及交互式布線(xiàn)，在自動(dòng)布線(xiàn)之前， 可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)，輸入端與輸出 端的邊線(xiàn)應(yīng)避免相鄰平行， 以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線(xiàn)隔離，兩相鄰層的布線(xiàn)要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。 自動(dòng)布線(xiàn)的布通率，依賴(lài)于良好的布局，布線(xiàn)規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定， 包括走線(xiàn)的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線(xiàn)，快速地把短線(xiàn)連通， 然后進(jìn)行迷宮式布線(xiàn)，先把要布的連線(xiàn)進(jìn)行全局的布線(xiàn)路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開(kāi)已布的線(xiàn)。 并試著重新再布線(xiàn)，以改進(jìn)總體效果。 對(duì)目前高密度的 PCB 設(shè)計(jì)已感覺(jué)到貫通孔不太適應(yīng)了， 它浪費(fèi)了許多寶貴的布線(xiàn)通道，為解決這一矛盾，出現(xiàn)了盲孔和埋孔技 術(shù)，它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用， 還省出許多布線(xiàn)通道使布線(xiàn)過(guò)程完成得更加方便，更加流暢，更為完善， PCB 板的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設(shè)計(jì)人員去自已體會(huì)， 才能得到其中的真諦。 1 電源、地線(xiàn)的處理 既使在整個(gè) PCB 板中的布線(xiàn)完成得都很好，但由于電源、 地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對(duì)電、 地線(xiàn)的布線(xiàn)要認(rèn)真對(duì)待，把電、地線(xiàn)所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。 對(duì)每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來(lái)說(shuō)都明 白地線(xiàn)與電源線(xiàn)之間噪音所產(chǎn)生的原因， 現(xiàn)只對(duì)降低式抑制噪音作以表述： 眾所周知的是在電源、地線(xiàn)之間加上去耦電容。 盡量加寬電源、地線(xiàn)寬度，最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬，它們的關(guān)系是：地線(xiàn)＞電源線(xiàn)＞信號(hào)線(xiàn)，通常信號(hào)線(xiàn)寬為： ～ ,最經(jīng)細(xì)寬度可達(dá) ～ ,電源線(xiàn)為 ～ mm 對(duì)數(shù)字電路的 PCB 可用寬的地導(dǎo)線(xiàn)組成一個(gè)回路 , 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用 (模擬電路的地不能這樣使用 ) 用大面積銅層作地線(xiàn)用 ,在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線(xiàn)用。或是做成多層板，電源，地線(xiàn)各占用 一層。 3 2 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理 現(xiàn)在有許多 PCB 不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線(xiàn)時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線(xiàn)上的噪音干擾。 數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線(xiàn)盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線(xiàn)來(lái)說(shuō)，整個(gè) PCB 對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在 PCB 內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連，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(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在 PCB 上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。 3 信號(hào)線(xiàn)布在電（地）層上 在多層印制板布線(xiàn)時(shí)，由于在信號(hào)線(xiàn)層沒(méi)有布完的線(xiàn)剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)也會(huì)給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個(gè)矛盾，可以考慮在電（地）層上進(jìn)行布線(xiàn)。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因?yàn)樽詈檬潜Ａ舻貙拥耐暾浴? 4 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理 在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對(duì)連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤(pán)與銅面 滿(mǎn)接為好，但對(duì)元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如：①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點(diǎn)。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤(pán)，稱(chēng)之為熱隔離（ heat shield）俗稱(chēng)熱焊盤(pán)（ Thermal），這樣，可使在焊接時(shí)因截面過(guò)分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層板的接電（地）層腿的處理相同。 5 布線(xiàn)中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用 在許多 CAD 系統(tǒng)中，布線(xiàn)是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過(guò)密，通路雖然有所增加，但步進(jìn)太小，圖場(chǎng)的數(shù)據(jù)量過(guò)大，這必然對(duì)設(shè)備的存貯空間有更高的要求，同時(shí)也對(duì)象計(jì)算機(jī)類(lèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度 有極大的影響。而有些通路是無(wú)效的，如被元件腿的焊盤(pán)占用的或被安裝孔、定位孔所占用的等。網(wǎng)格過(guò)疏，通路太少對(duì)布通率的影響極大。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來(lái)支持布線(xiàn)的進(jìn)行。 標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為 英寸 (),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為 英寸 ( mm)或小于 英寸的整倍數(shù)，如： 英寸、 英寸、 英寸等。 6 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（ DRC） 布線(xiàn)設(shè)計(jì)完成后，需認(rèn)真檢查布線(xiàn)設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則，同時(shí)也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求 ，一般檢查有如下幾個(gè)方面： 線(xiàn)與線(xiàn)，線(xiàn)與元件焊盤(pán)，線(xiàn)與貫通孔，元件焊盤(pán)與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。 電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適，電源與地線(xiàn)之間是否緊耦合（低的波阻抗）？在 PCB 中是否還有能讓地線(xiàn)加寬的地方。 對(duì)于關(guān)鍵的信號(hào)線(xiàn)是否采取了最佳措施，如長(zhǎng)度最短，加保護(hù)線(xiàn)，輸入線(xiàn)及輸出線(xiàn)被明顯地分開(kāi)。 模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線(xiàn)。 后加在 PCB 中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。 4 對(duì)一些不理想的線(xiàn)形進(jìn)行