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1、精选优质文档-倾情为你奉上PCB图布线的经验总结1.组件布置组件布置合理是设计出优质的PCB图的基本前提。关于组件布置的要求主要有安装、受力、受热、信号、美观六方面的要求。 1.1.安装 指在具体的应用场合下，为了将顺利安装进机箱、外壳、插槽，不致发生空间干涉、短路等事故，并使指定接插件处于机箱或外壳上的指定位置而提出的一系列基本要求。这里不再赘述。 1.2.受力 电路板应能承受安装和工作中所受的各种外力和震动。为此电路板应具有合理的形状，板上的各种孔（螺钉孔、异型孔）的位置要合理安排。一般孔与板边距离至少要大于孔的直径。同时还要注意异型孔造成的板的最薄弱截面也应具有足够的抗弯强度。板上直接伸
2、出设备外壳的接插件尤其要合理固定，保证长期使用的可靠性。 1.3.受热 对于大功率的、发热严重的器件，除保证散热条件外，还要注意放置在适当的位置。尤其在精密的模拟系统中，要格外注意这些器件产生的温度场对脆弱的前级放大电路的不利影响。一般功率非常大的部分应单独做成一个模块，并与信号处理电路间采取一定的热隔离措施。 1.4.信号 信号的干扰中所要考虑的最重要的因素。几个最基本的方面是：弱信号电路与强信号电路分开甚至隔离；交流部分与直流部分分开；高频部分与低频部分分开；注意信号线的走向；地线的布置；适当的屏蔽、滤波等措施。这些都是大量的论着反复强调过的，这里不再重复。 1.5.美观 不仅要考虑组件放
3、置的整齐有序，更要考虑走线的优美流畅。由于一般外行人有时更强调前者，以此来片面评价电路设计的优劣，为了产品的形象，在性能要求不苛刻时要优先考虑前者。但是，在高性能的场合，如果不得不采用双面板，而且电路板也封装在里面，平时看不见，就应该优先强调走线的美观。下一小节将会具体讨论布线的美学。 2.布线原则 下面详细介绍一些文献中不常见的抗干扰措施。考虑到实际应用中，尤其是产品试制中，仍大量采用双面板，以下内容主要针对双面板。 2.1.布线美学 转弯时要避免直角，尽量用斜线或圆弧过渡。 走线要整齐有序，分门别类集中排列，不仅可以避免不同性质信号的相互干扰，也便于检查和修改。对于数字系统，同一阵营的信号
4、线（如数据线、地址线）之间不必担心干扰的问题，但类似读、写、时钟这样的控制性信号，就应该独来独往，最好用地线保护起来。 大面积铺地（下面会进一步论述）时，地线（其实应该是地面）与信号线间尽量保持合理的相等距离，在防止短路、漏电的前提下尽量靠近。 对于弱电系统，地线与电源线要尽量靠近。 使用表贴组件的系统，信号线尽量全走正面。 2.2.地线布置 文献中对地线的重要性及布置原则有很多论述，但关于实际PCB中的地线排布仍然缺乏详细准确的介绍。我的经验是，为了提高系统的可靠性（而不只是做出一个实验样机），对地线无论怎样强调都不为过，尤其是在微弱信号处理中。为此，必须不遗余力地贯彻大面积铺地的原则。 铺
5、地时，一般必须是网格状地，除非那些被其它线路分割出来的零星地盘。网格状地的受热性能和高频导电性能都要大大优于整块的地线。在双面板布线中，有时为了走信号线，不得不将地线分割开，这对于保持足够低的地电阻是极为不利的。为此，必须采用一系列的小聪明手段来保证地电流的通畅。这些技巧包括： 大量使用表面贴装组件，省去焊孔所占用的本来应属于地线的空间。 充分利用正面空间：在大量使用表面贴装组件的场合下，设法使信号线尽量走顶层，将底层无私地让给地线，这其中又涉及到无数细碎的小窍门，本人拙作PCB技巧之一：交换管脚中就有一招，还有很多类似的法术，以后会陆续写出。 合理安排信号线，将板上的重要地带，尤其是腹地（这
6、里关系到整个板地线的沟通）让给地线，只要精心设计，这一点还是能做到的。 正面与反面的配合：有时在板的某一面，地线实在是走投无路了，这时可设法使两面的布线相互协调，此处不留爷，自有留爷处，在反面的相对应位置空出一块足够的地盘铺设地线，再通过数量足够、位置合理的过孔（考虑到过孔有较大的电阻），通过这?quot;桥梁将被横行而过的信号线强行分割却又恋恋不舍、盼望统一的两岸连成一个导电性能足够的整体。 狗急跳墙的着数：实在滕不出地方而又不甘心庞大的地线被区区一根信号线拦腰切断时，就让这个信号委屈一点，走跨接线吧。有时，我不甘心仅仅拉一根光秃秃的导线，这个信号恰好又要经过一个电阻或其它长脚的器件，我就可
7、以名正言顺的延长这个器件的管脚，使之兼任跨接线的职务，既通过了信号，又避免了跨接线这个不体面的称呼:-(当然，在大多数情况下，我总可以让这样的信号从合适的地方通过而避免与地线的交叉，唯一需要的是观察力和想象力。 起码的原则：地电流的路径要合理，大电流与微弱的信号电流决不能并肩前进。有时，选择合理的路径，一个排的地线抵得上不合理配置的一个集团军。 最后，顺便说明一点，有一句名言：你可以相信你的母亲，但永远不要相信你的地。在极微弱信号处理的场合（微伏以下），即使不择手段保证了地电位的一致，电路上关键点的地电位差别仍然要超过被处理信号的幅度，至少是同一量级，即使静态电位合适了，瞬时的电位差仍然可能很
8、大。对于这样的场合，首先要在原理上使电路的工作尽可能的不依赖于地电位。 2.3.电源线布置与电源滤波 一般的文献都认为电源线应尽可能粗，对此我不敢完全苟同。只有在大功率（1秒内平均电源电流可能达到1A）的场合，才必须保证足够的电源线宽度（我的经验，每1A电流对应50mil能够满足大多数场合的需求）。如果只为了防止信号的窜扰的话，电源线的宽度不是关键。甚至，有时细一些的电源线更有利！电源的质量一般主要不在于其绝对值，而在于电源的波动和迭加的干扰。解决电源干扰的关键在于滤波电容！如果你的应用场合对电源质量的确有苛刻的要求，就不要吝啬滤波电容的钱！使用滤波电容时要注意以下几条： 整个电路的电源输入端
9、应该有总的滤波措施，而且各种类型的电容要互相搭配，一样都不能少，至少不会坏事的J对于数字系统至少要有100uF电解10uF片钽0.1uF贴片1nF贴片。较高频（100kHz）100uF电解10uF片钽0.47uF贴片0.1uF贴片。交流模拟系统：对于直流及低频模拟系统：1000uF1000uF电解10uF片钽1uF贴片0.1uF贴片。 每个重要芯片身边都应该有一套滤波电容。对于数字系统，一个0.1uF贴片一般就够了，重要的或工作电流较大的芯片还应并上一个10uF片钽或1uF贴片，工作频率最高的芯片（CPU、晶振）还要并10nF|470pF或一个1nF。该电容应尽可能接近芯片的电源管脚并尽可能直
10、接连接，越小的应越靠近。 对于芯片滤波电容，以内（滤波电容至芯片电源管脚）的一段应尽可能粗，如能采用多根细线并排就更好。有了滤波电容提供低（交流）阻抗电压源并抑制交流耦合干扰，电容管脚以外（指从总电源至滤波电容的一段）的电源线就不那幺重要了，线宽不必太粗，至少不必为此占用大量的板面积。某些模拟系统中还要求电源输入采用RC滤波网络以进一步抑制干扰，而较细的电源线有时恰好就兼具RC滤波器中电阻的作用，反而有利。 对于工作温度变化范围较大的系统，要注意铝电解电容在低温下性能会降低甚至丧失滤波作用，此时要用适当的钽电容代替之。例如，用100uF钽|1000uF铝代替470uF铝，或用22uF片钽代10
11、0uF铝。 注意铝电解电容不要离大功率发热器件太近。PCB设计过程中的注意事项PCB设计过程中的注意事项：1、 电源线最好要比其它的走线粗很多，因为导线粗会使得导线上的电阻变小，这样电源的功率在导线上的消耗就会变小，减少了功率的浪费；2、 当走线在转弯处应该有一个过渡，最好是45或者135度角过渡，而不应该采用直角转弯，因为这样会减少信号受到干扰；3、 电源电路部分最好放在板子的边缘部分，因为电源会产生热量，这样可以避免电源部分对其它各部分电路造成干扰；4、 数字电路与模拟电路部分要分开，这样可以避免相互之间的干扰；5、 高频部分要与低频部分严格分开，这样可以避免低频信号对高频部分产生干扰；6
12、、 有高频的地方，对这部分要单独敷铜，其它部分可以一起敷铜，这样可以避免其它部分对高频部分产生影响，进而减少干扰；7、 有对称的电路，尽量布置在一起，这样既方便了走线，也会给人以美观的感觉；8、 尽量使走线能够平行，这样会减少信号间的相互干扰，也会使布线变的容易，还会使效果更加美观；9、 走线的时候，尽量先别连地线，因为地的网络线一般情况下很多，先连起来以后可能会 使其它走线变得不容易；10、尽量在布线的时候，在板子上面多加一些地的过孔，这样会使得地的网络能够自动的连接在一起；11、每一块电路部分要使得元器件放置在一起，这样的话，走线也会很容易；12、元件的封装大小一定要按照合理的参数进行设置
13、。PCB设计过程中容易犯的错误和解决的方法：1、电源部分放置的位置不合理，使其它电路部分的信号受到的干扰大，影响电路的正常工作。重新合理的把电源部分进行布置，最好放置在板子的最边缘地方，并且把容易受到干扰的部分远离电源部分；2、每个独立电路部分的元器件放置不合理或者没有放置在一起，给布线带来了很大的麻烦，增加了布线的工作量。重新合理的分配放置、布置，这样既减少了工作量，也降低了因连线不合理造成的电路的干扰；3、高频和低频部分没有分开敷铜，使得高频信号在接收时非常容易的受到低频部分的干扰。重新合理的把高频的地与低频部分的地分开敷铜，以减少低频信号对高频信号的干扰；4、元件的封装大小与实物的封装不
14、匹配，所以在设计时一定要合理的选择参数，如果需要自己设计的话，在测量实物的时候，务必使测量的参数精确度很高，这样可以避免参数不匹配的错误；5、由于元件任意放置，导致很不容易走线。所以，在放置元件时，一定要对照原理图中各个元件所在的位置，合理的分配，同时要兼顾走线是否合理、是否美观等等。PCB布线要横平竖直? 提起PCB布线,许多工程技术人员都知道一个传统的经验：正面横向走线、反面纵向走线,横平竖直,既美观又短捷;还有个传统经验是：只要空间允许,走线越粗越好。可以明确地说,这些经验在注重EMC的今天已经过时。要使单片机系统有良好的EMC性能,PCB设计十分关键。一个具有良好的EMC性能的PCB,
15、必须按高频电路来设计这是反传统的。单片机系统按高频电路来设计PCB的理由在于：尽管单片机系统大部分电路的工作频率并不高,但是EMI的频率是高的,EMC测试的模拟干扰频率也是高的5。要有效抑制EMI,顺利通过EMC测试,PCB的设计必须考虑高频电路的特点。PCB按高频电路设计的要点是：（1）要有良好的地线层。良好的地线层处处等电位,不会产生共模电阻偶合,也不会经地线形成环流产生天线效应;良好的地线层能使EMI以最短的路径进入地线而消失。建立良好的地线层最好的方法是采用多层板,一层专门用作线地层;如果只能用双面板,应当尽量从正面走线,反面用作地线层,不得已才从反面过线。（2）保持足够的距离。对于可
16、能出现有害耦合或幅射的两根线或两组或要保持足够的距离,如滤波器的输入与输出、光偶的输入与输出、交流电源线与弱信号线等。（3）长线加低通滤波器。走线尽量短捷,不得已走的长线应当在合理的位置插入C、RC或LC低通滤波器。（4）除了地线,能用细线的不要用粗线。因为PCB上的每一根走线既是有用信号的载体,又是接收幅射干扰的干线,走线越长、越粗,天线效应越强。元件排列规则 1).在通常条件下,所有的元件均应布置在印制电路的同一面上，只有在顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴IC等放在底层。2).在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列，以求
17、整齐、美观，一般情况下不允许元件重叠；元件排列要紧凑，输入和输出元件尽量远离。3).某元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们的距离，以免因放电、击穿而引起意外短路。4).带高电压的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。5).位于板边缘的元件，离板边缘至少有2个板厚的距离6).元件在整个板面上应分布均匀、疏密一致。2.按照信号走向布局原则1).通常按照信号的流程逐个安排各个功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布局。2).元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持一致的方向。多数情况下，信号的流向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠
18、近输入、输出接插件或连接器的地方。3.防止电磁干扰1).对辐射电磁场较强的元件，以及对电磁感应较灵敏的元件，应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽，元件放置的方向应与相邻的印制导线交叉。2).尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起。3).对于会产生磁场的元件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割，相邻元件磁场方向应相互垂直，减少彼此之间的耦合。4).对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应有良好的接地。5).在高频工作的电路，要考虑元件之间的分布参数的影响。4. 抑制热干扰1).对于发热元件，应优先安排在利于散热的位置，必要时可以单独设置散热器或小风扇，以降低温度，减
19、少对邻近元件的影响。2).一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件，要布置在容易散热的地方，并与其它元件隔开一定距离。3).热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域，以免受到其它发热功当量元件影响，引起误动作。4).双面放置元件时，底层一般不放置发热元件。5.可调元件的布局对于电位器、可变电容器、可调电感线圈或微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应；若是机内调节，则应放置在印制电路板于调节的地方。 印刷电路板的设计 SMT线路板是表面贴装设计中不可缺少的组成之一。SMT线路板是电子产品中电路元件与器件的支撑件，它实现了电路元件和器
20、件之间的电气连接。随着电子技术发展，pcb板的体积越来越小，密度也越来越高，并且PCB板层不断地增加，因此，要求PCB在整体布局、抗干扰能力、工艺上和可制造性上要求越来越高。印刷电路板设计的主要步骤；.1：绘制原理图。.2：元件库的创建。.3：建立原理图与印制板上元件的网络连接关系。.4：布线和布局。.5：创建印制板生产使用数据和贴装生产使用数据。 .PCB上的元件位置和外形确定后，再考虑PCB的布线。 .有了元件的位置，根据元件位置进行布线，印制板上的走线尽可能短是一个原则。走线短，占用通道和面积都小，这样直通率会高一些。在PCB板上的输入端和输出端的导线应尽量避开相邻平行，最好在二线间放有
21、地线。以免发生电路反馈藕合。印制板如果为多层板，每个层的信号线走线方向与相邻板层的走线方向要不同。对于一些重要的信号线应和线路设计人员达成一致意见，特别差分信号线，应该成对地走线，尽力使它们平行、靠近一些，并且长短相差不大。PCB板上所有元件尽量减少和缩短元器件之间的引线和连接，PCB板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm，宽度为1-1.5mm时，通过2A的电流，温度不会高于3度。导线宽度1.5mm时可满足要求，对于集成电路，尤其是数字电路，通常选用0.02-0.03mm。当然，只要允许，我们尽可能的用宽线，特别是PCB板上的电源线
22、和地线，导线的最小间距主要是由最不坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于一些集成电路（IC）以工艺角度考虑可使间距小于5-8mm。印制导线的弯曲处一般用圆弧最小，避免使用小于90度弯的走线。而直角和夹角在高频电路中会影响电性能，总之，印制板的布线要均匀，疏密适当，一致性好。电路中尽量避开使用大面积铜箔，否则，在使用过程中时间过长产生热量时，易发生铜箔膨胀和脱落现象，如必须使用大面积铜箔时，可采用栅格状导线。导线的端口则是焊盘。焊盘中心孔要比器件引线直径大一些。焊盘太大在焊接中易形成虚焊，焊盘外径D一般不小于（d1.2）mm，其中d为孔径，对于一些密度比较大的元件的焊盘最小直径可取（d+1.
23、0）mm，焊盘设计完成后，要在印制板的焊盘周围画上器件的外形框，同时标注文字和字符。一般文字或外框的高度应该在0.9mm左右，线宽应该在0.2mm左右。并且标注文字和字符等线不要压在焊盘上。如果为双层板，则底层字符应该镜像标注。 .二、为了使所设计的产品更好有效地工作，PCB在设计中不得不考虑它的抗干扰能力，并且与具体的电路有着密切的关系。 .线路板中的电源线、地线等设计尤为重要，根据不同的电路板流过电流的大小，尽量加大电源线的宽度，从而来减小环路电阻，同时电源线与地线走向以及数据传送方向保持一致。有助于电路的抗噪声能力的增强。PCB上即有逻辑电路又有线性电路，使它们尽量分开，低频电路可采用单
24、点并联接地，实际布线可把部分串联后再并联接地，高频电路采用多点串连接地。地线应短而粗，对于高频元件周围可采用栅格大面积地箔，地线应尽量加粗，如果地线很细的导线，接地电位随电流的变化，使抗噪性能降低。因此应加粗接地线，使其能达到三位于电路板上的允许电流。如果设计上允许可以使接地线在2-3mm以上的直径宽度，在数字电路中，其接地线路布成环路大多能提高抗噪声能力。PCB的设计中一般常规在印制板的关键部位配置适当的退藕电容。在电源入端跨线接10-100uF的电解电容，一般在20-30管脚的附近，都应布置一个0.01PF的瓷片电容，一般在20-30管脚的集成电路芯片的电源管脚附近，都应布置一个0.01P
25、F的磁片电容，对于较大的芯片，电源引脚会有几个，最好在它们附近都加一个退藕电容，超过200脚的芯片，则在它四边上都加上至少二个退藕电容。如果空隙不足，也可4-8个芯片布置一个1-10PF钽电容，对于抗干扰能力弱、关断电源变化大的元件应在该元件的电源线和地线之间直接接入退藕电容，以上无论那种接入电容的引线不易过长。 .三、线路板的元件和线路设计完成后，接上来要考虑它的工艺设计，目的将各种不良因素消灭在生产开始之前，同时又要兼顾线路板的可制造性，以便生产出优质的产品和批量进行生产。 .前面在说元件得定位及布线时已经把线路板的工艺方面涉及到一些。线路板的工艺设计主要是把我们设计出的线路板与元件通过S
26、MT生产线有机的组装在一起，从而实现良好电气连接达到我们设计产品的位置布局。焊盘设计，布线以抗干扰性等还要考虑我们设计出的板子是不是便于生产，能不能用现代组装技术SMT技术进行组装，同时要在生产中达到不让产生不良品的条件产生设计高度。具体有以下几个方面：.1：不同的SMT生产线有各自不同的生产条件，但就PCB的大小，pcb的单板尺寸不小于200*150mm。如果长边过小可以采用拼版，同时长与宽之比为3：2或4：3电路板面尺寸大于200150mm时，应考虑电路板所受的机械强度。.2：当电路板尺寸过小，对于SMT整线生产工艺很难，更不易于批量生产，最好方法采用拼板形式，就是根据单板尺寸，把2块、4
27、块、6块等单板组合到一起，构成一个适合批量生产的整板，整板尺寸要适合可贴范围大小。.3：为了适应生产线的贴装，单板要留有3-5mm的范围不放任何元件，拼板留有3-8mm的工艺边，工艺边与PCB的连接有三种形式：A无搭边，有分离槽，B有搭边，又有分离槽，C有搭边，无分离槽。设有冲裁用工艺搭国。根据PCB板的外形，有途等适用不同的拼板形式。对PCB的工艺边根据不同机型的定位方式不同，有的要在工艺边上设有定位孔，孔的直径在4-5厘米，相对比而言，要比边定位精度高，因此有定位孔定位的机型在进行PCB加工时，要设有定位孔，并且孔设计的要标准，以免给生产带来不便。.4：为了更好的定位和实现更高的贴装精度，要为PCB设上基准点，有无基准点和设的好与坏直接影响到SMT生产线的批量生产。基准点的外形可为方形、圆形、三角形等。并且直径大约在1-2mm范围之内，在基准点的周围要在3-5mm的范围之内，不放任何元件和引线。同时基准点要光滑、平整，不要任何污染。基准点的设计不要太靠近板边，要有3-5mm的距离。.5：从整体生产工艺来说，其板的外形最好为距形，特别对于波峰焊。采用矩形便于传送。如果PCB板有缺槽要用工艺边的形式补齐缺槽，对于单一的SMT板允许有缺槽。但缺槽不易过大应小于有边长长度的1/3。专心-专注-专业