PCB印制電路板設計規(guī)范20完美版

1、印制電路板設計規(guī)范一、適用范圍該設計規(guī)范適用于常用的各種數(shù)字和模擬電路設計。對于特殊要求的，尤其 射頻和特殊模擬電路設計的需量行考慮。應用設計軟件為Protel99SE。也適用于DXP Design軟件或其他設計軟件。二、參考標準GB 4588.3 88印制電路板設計和使用Q/DKBA Y0041999華為公司內(nèi)部印制電路板 CAD工藝設計規(guī)范三、專業(yè)術語1. PCB（ Print circuit Board）:印制電路板2. 原理圖（SCH圖）：電路原理圖，用來設計繪制，表達硬件電路之間各種 器件之間的連接關系圖。3. 網(wǎng)絡表（NetList表）：由原理圖自動生成的，用來表達器件電氣連接的關

2、 系文件。四、規(guī)范目的1. 規(guī)范規(guī)定了公司PCB的設計流程和設計原則，為后續(xù)PCB設計提供了設 計參考依據(jù)。2. 提高PCB設計質(zhì)量和設計效率，減小調(diào)試中出現(xiàn)的各種問題，增加電路 設計的穩(wěn)定性。3. 提高了 PCB設計的管理系統(tǒng)性，增加了設計的可讀性，以及后續(xù)維護的 便捷性。4. 公司正在整體系統(tǒng)設計變革中，后續(xù)需要自主研發(fā)大量電路板，合理的 PCB設計流程和規(guī)范對于后續(xù)工作的開展具有十分重要的意義。五、SCH圖設計5.1命名工作命名工作按照下表進行統(tǒng)一命名，以方便后續(xù)設計文檔構成和網(wǎng)絡表的生 成。有些特殊器件，沒有歸類的，可以根據(jù)需求選擇其英文首字母作為統(tǒng)一命名。表1元器件命名表兀器件類型統(tǒng)

3、一命名兀器件類型統(tǒng)一命名無極性電容C?LED燈LED?極性電容P?二極管D?電阻R?晶振Y?電位器VR?跳線端子JP?電感L?外部接口端子J?磁珠L?普通器件（有源）U?按鍵U?對于元器件的功能具體描述，可以在 Lib Ref中進行描述。例如：元器件為 按鍵，命名為U100,在Lib Ref中描述為KEY。這樣使得整個原理圖更加清晰, 功能明確。5.2封裝確定元器件封裝選擇的宗旨是1. 常用性。選擇常用封裝類型，不要選擇同一款不常用封裝類型，方便元 器件購買，價格也較有優(yōu)勢。2. 確定性。圭寸裝的確定應該根據(jù)原理圖上所標示的圭寸裝尺寸檢查確認，最 好是購買實物后確認封裝。3. 需要性。封裝的確

4、定是根據(jù)實際需要確定的?？傮w來說，貼片器件占空 間小，但是價格貴，制板相同面積成本高，某些場合下不適用。直插器件可靠性 高，焊接方便，但所占空間大，高性能的 MCU已經(jīng)逐步?jīng)]有了直插封裝。實際 設計應該根據(jù)使用環(huán)境需求選擇器件。如下幾個例子說明情況：a. 電阻貼片和直插的選擇選擇直插和貼片電阻主要從精度和功率方面考慮。直插電阻一般精度較高， 可以選擇0.1%甚至更高的精度，功率可以根據(jù)需要選擇。常見直插電阻的功率 為1/4W。一般在模擬回路采用直插封裝，能夠更好的保證精度。（特殊情況下也 可選擇貼片，但須考慮成本問題）貼片電阻精度一般常見的為 5%。功率為1/10W?；居迷跀?shù)字電路。成本 比

5、直插咼，但是占空間小。b. BGA封裝的問題是否選擇BGA封裝的兀器件，主要考慮實際的需求。BGA的特點是占空間 小，管腳集成度高，可靠性好，受電磁干擾程度小。但是由于管腳密閉，對于管 腳的調(diào)試不方便。同時由于 BGA的環(huán)形管腳排布，使得BGA封裝的元器件對 于電路板設計有更高要求，一般至少需要 4層以上。BGA越復雜，板的層數(shù)要 求越高，設計成本越高。c. 電源芯片的封裝問題一般的數(shù)字電路常用的穩(wěn)壓器芯片如 AS1117-3.3/1.2等。選擇封裝的時候應 該注意其三個管腳的定義是否與設計相同。確定電源芯片的封裝定義。表2常用無源器件封裝表器件類型封裝類型推薦使用封裝可選用封裝備注無極性電容

6、貼片08050402,0603,1206直插AXIAL0.4AXIAL0.2,RAD0.1 極性電容貼片12061210,0805 根據(jù)耐壓值不同而圭寸裝不同。最好根據(jù)購買情況選 擇。直插RB.2/.4RB.3/.6,RAD0.2 電阻貼片08050402,0603,1206直插AXIAL0.4AXIAL0.2,R AD0.1電感（磁珠）貼片08050402,0603,1206電感需根據(jù)不同 電流值大小選擇。 建議最好根據(jù)實 際購買情況確定直插AXIAL0.4AXIAL0.2,RAD0.1 跳線端子直插SIP2多個跳線端子并 列時，可選擇IDC*晶振優(yōu)源）貼片對于有源晶振，應 根據(jù)實際尺寸確

7、定圭寸裝大小。直插XTAL1電位器直插VR5三極管直插TO-92對于有源器件，封裝應根據(jù)實際的芯片資料確認。盡量選用常用的封裝類型如貼片SOP, TQFP等，直插IDC, DIP等5.3 SCH圖設計要點對于SCH圖的設計應把握以下幾點：1. 在整體設計電路之前，首先完成設計框圖的功能描述，完成電路功能的 需求分析，以及完成選用器件的適用性分析，明確設計思路，確定電路功能。2. 整體電路設計采用先部分，再總體的思路。首先設計好各部分模塊電路， 然后將各個模塊以功能模塊方式連接。3. 設計各個模塊電路，首先從復雜的數(shù)字電路外圍進行設計，先完成最小 系統(tǒng)的設計，然后根據(jù)需要進行外圍設計擴充。4.

8、電路設計時應采用典型電路設計圖，最好根據(jù)芯片資料中提供的外圍典 型設計方案或者網(wǎng)上廣泛使用的電路圖進行設計。5. 對于整體電路設計布局，根據(jù)信號流向進行設計，由左向右，由上到下 進行設計。在必要的時候進行分圖設計。5.4設計注意事項1. 模擬電路設計部分應盡量采用連線方式，以求模擬電路關系表達準確， 符合習慣看圖方式。在數(shù)字電路部分應盡量采用網(wǎng)絡標號方式，以求對復雜信號 的正確連接。2. 對于總線信號連接，如數(shù)據(jù)總線，地址總線等，可盡量采用總線連接線 路表示。Place Imes an the turrentdocumemt圖1放置總線工具和總線連接示意圖3.對于通用符號的習慣處理。一般VCC

9、指+5V電源，GND指數(shù)字地，AGND 指模擬地。推薦電源和地線符號如下圖所示：左端為Bar型，一般應用于電源描述，可根據(jù)實際電源進行命名。如A+3.3V 表示模擬正3.3V。左二和左三分別為 Signal Ground和Arrow。一般可作為AGND的描述。 同時，Arrow可以作為其他非電源信號的描述。左四為Power Ground。一般作為 GND的描述。左五為Earth Ground。一般作為外接地線的描述。VCCT特別注意：如Signal Ground. Power Ground. Earth Ground沒有顯示標號內(nèi)容， 需要點擊進去進行修改。其默認值為 VCC。AGND匸二H盡

10、SdizPtacePwtrPortpower ports on the current scherTkatic documerrtI m LJ圖2電源地線放置工具和符號說明4. 網(wǎng)絡標號的設計應遵循信號的實際意義。推薦命名規(guī)則如下式： 信號性質(zhì)描述 + (所屬器件描述) + 功能描述 + 數(shù)字標號描述 信號性質(zhì)描述：模擬信號為 A，數(shù)字信號為D。根據(jù)設計實際情況可省 略。如主要為數(shù)字電路，則 D 可省略；反之亦然。所屬器件描述：根據(jù)所屬不同器件，對相同功能的管腳進行區(qū)分。所屬 器件應采用實際功能進行命名。如果管腳功能在設計中唯一，該描述可以省 略。功能描述：對管教功能進行描述。如輸入標號采用I

11、n,輸出采用Out，地址總線采用A(Addr)，數(shù)據(jù)總線采用D(Data)，寫信號Wr，使能信號En。 數(shù)字標號描述：對管腳順序進行描述。應用舉例：ExRamAIExRam表示所屬器件為外部 RAM，A表示為地址總線， 1 表示總線標號 1。AIn1A 表示為模擬信號， In 表示輸入信號， 1 表示信號排序為 1 。5. 用PlaceWire進行布線，不要選擇PlaceLine進行布線。連線的時候應仔 細管腳是否相連，注意連接點的問題。交叉走線的時候尤其注意連接點問題。6. 推薦在每個功能模塊旁邊都用文字工具進行功能描述說明。說明每個設 計網(wǎng)絡標號的作用和整體模塊的功能。7. 設計完成后應在

12、右下方的文檔編號名稱中填寫設計圖紙信息，以方便存 檔查閱。六、PCB 圖設計流程6.1 前期準備工作6.1.1 確定設計尺寸和層數(shù)1. PCB 板尺寸的確定，應根據(jù)具體的機箱空間和設計需要進行確定。一般插板型機箱設計，尺寸為 2U，4U，6U。U是指unit，為4.445cm?？?慮導軌，板厚等高度，一般 PCB板尺寸高度需要適當縮小3-4cm。寬度根據(jù)實 際機箱尺寸選擇，一般按照1英寸(2.54cm)為最小單位進行擴大縮小。對于非插板的 PCB 板設計，首先應滿足放置位置需要，其次對于板面尺寸 設計推薦使用 16:9 的比例進行設計。2. PCB 層數(shù)的確定PCB 層數(shù)的確定應該根據(jù)實際采用

13、的器件要求，主要是 BGA 封裝決定。其 次應根據(jù)實際可靠性和成本進行綜合評價確定，主要根據(jù)工作頻率和成本決定。單面板制板價格最低， 但電源穩(wěn)定性差， 一般應用于按鍵、 數(shù)碼管等外接電 路和一些設計要求不高的模擬電路。雙面板價格略高。 設計成本低， 是常用型設計方案。 但是對于復雜電路設計， 其走線過于復雜，電源線、地線和信號線處于一層，干擾大，需要對信號進行較 好的處理才能達到比較好的效果。 一般應用于不復雜的數(shù)字電路設計以及普通的 模擬電路設計。通常認為以頻率進行區(qū)分，模擬 10M 以下信號，數(shù)字 50M 以下 信號均可采用雙面板進行設計。四層板價格較雙面板翻倍。 設計成本高， 也是常用的

14、設計方案。 加入了內(nèi)電 層，對于電源和地的處理效果較好， 走線也更為靈活。 是常用的數(shù)字電路和模擬 電路的最終設計方案。多層板價格直線翻倍。 設計成本最高。 其穩(wěn)定性可靠性最好。 適用于高頻信號的電路和高度電路的設計推薦調(diào)試設計中采用雙面板。而最終成品應采用四層板進行設計，提高系統(tǒng) 穩(wěn)定性。6.1.2加載元器件庫常用元器件圭寸裝庫有 PCB Footprints.lib和Miscellaneous.lib。需要增加的元 器件庫，可以在左側的Browse中選擇Libraries,然后選擇Add/Remove,添加相 應設計好的元器件庫。Explorer Browse PCB jBrowseCom

15、poheriits圖3添加元器件庫6.1.3創(chuàng)建網(wǎng)絡表網(wǎng)絡表是SCH圖和PCB圖的接口文件，PCB設計人員應根據(jù)所使用的SCH 圖特性和PCB設計工作特性，正確選擇網(wǎng)絡表的格式，創(chuàng)建符合要求的網(wǎng)絡表。網(wǎng)絡表的創(chuàng)建：選擇 Design-Create Netlist。如下圖所示，然后默認確定即可。NdfdictCi-qhl&anPtEierEfices Iract OipHcn-c |011莎F總PiivIeIMrr h1rnEilif-r 總m耐(Sheri Sy-mtal/Porl CnitEdi *Adlwe prn|ed二廠 XippE iid Hhgn Humbert lu foca 廠

16、 DibctM In4up廠 Indudk： wn-firttned single pii1 X 1Cbiir：IHelp圖4創(chuàng)建網(wǎng)絡表6.2元器件的導入6.2.1原點的確定根據(jù)單板結構圖或?qū)臉藴拾蹇?創(chuàng)建PCB設計文件。首先確定選擇PCB 板圖的原點位置。選擇工具如圖所示。圖4創(chuàng)建網(wǎng)絡表 原點的設置原則（二選一）：1. 左邊框線和下邊框線的交匯處2. 左下角第一個焊盤處6.2.2 PCB邊框的確定PCB邊框應從原點出發(fā)進行繪制，在 KeepOutLayer層中進行繪制。根據(jù)之 前確定的PCB板尺寸確定邊框大小。板框四角可以采用倒圓角的形式，倒角半 徑一般為5mm。6.2.3安裝固定孔的確

17、定首先在設計板上確定安裝孔的位置。安裝孔的繪制應采用PlacePad的過孔方式。過孔大小可根據(jù)安裝需要確定，但切記安裝孔應和板間保留一定距離， 一 般推薦2mm以上。圖4 PlacePad工具說明6.2.4導入網(wǎng)絡表網(wǎng)絡表的導入是SCH圖向PCB圖的更新輸入。導入過程中可能出現(xiàn)一些問 題。常見錯誤類型如下：1. 元器件的引腳序號與對應封裝的焊盤序號不一致2. 原理圖中元器件未定義封裝3. 定義的封裝非法或在當前封裝庫中不存在4. 封裝庫未加載5. 圭寸裝在所有的圭寸裝庫中不存在 常見錯誤分析及處理（舉例）：1. Error: Footpri nt NMS not fou nd in Libra

18、ry.當前圭寸裝庫中沒有找到 NMS圭寸裝。處理方法：檢查封裝名是否輸入錯誤或未定義，檢查該封裝是否在當前庫中。 如果是這兩個問題，需要重新修正后，重新生成網(wǎng)絡表，再次導入。如果不是這 兩問題，就需要自行設計封裝。2. Error: Node notfound.在所定義的圭寸裝中對應的管腳定義未找到。處理方法：可能原因是該封裝雖然存在，但是封裝的焊盤編號于 SCH圖中 的對應電氣管腳編號不同。如常見的二極管編號， SCH圖常用1,2表示，而封裝 焊盤可能為A,K。遇到這種問題，可以在 PCB封裝庫中進行修改后。3. Error: Compo nent n ot fou nd.當前器件沒有找到處

19、理方法：可能原因是相應元器件庫沒有導入。重新導入元器件庫后，重新導入網(wǎng)絡表。4. Error: Footprint not found in library.圭寸裝沒有定義。處理方法：對相應器件進行封裝定義后，重新加入元器件庫，重新導入網(wǎng)絡 表。6.3 PCB設計規(guī)則的確定元器件導入后，會排布在一處，首先用排列工具，將其進行全部重新排列。圖 4 Arrangecomponents 工具說明在Design-Rule中確定PCB的設計規(guī)則。特別注明：這些規(guī)則設定可以在具體布線時靈活調(diào)整，整體線寬和孔徑等只 需要設計一個范圍值，具體使用時按照需要安排大小。6.3.1線寬的設定線寬的設定需要根據(jù)流過的

20、平均電流進行設計。下表為常用的兩種銅箔厚度下的承載電流大小與線寬關系（溫度10C）。表3線寬與對應承載電流大小銅箔厚度50um銅箔厚度70um（通常默認大小）線寬mm電流 A線寬mm電流 A0.150.500.150.700.200.700.200.900.301.100.301.300.401.350.401.700.501.700.502.000.601.900.602.300.802.400.802.801.002.601.003.201.203.001.203.601.503.501.504.202.004.302.005.102.505.102.506.00上述參數(shù)為極限值，設計考慮

21、時應該按照數(shù)值降額 50%去考慮。一般通俗的 認識是：50um銅箔下，1mm線寬可以通過1A左右電流。同時還應該考慮PCB加工中的技術限制。一般國內(nèi)加工水平最小線寬可以 做到6mil。推薦在非高密度器件設計中，數(shù)字部分最小線寬為10mil。模擬部分應適當加寬，最小為15mil或20mil。線寬的選擇要點是：滿足設計需求的前提下，線寬能夠盡量寬。電源和地線 （尤其地線）應該盡可能加寬。6.3.2線間距的設定線間距的設定需要根據(jù)實際工作電壓的介電常數(shù)進行設計。常見的工作電壓與線間距關系如下。爬電距離是指器件之間的板間絕緣距離。表4輸入電壓150V-300V電源最小空氣間隙和爬電距離工作電壓有效值V

22、空氣間隙mm爬電距離 mm710.71.21250.71.51500.71.62000.72.02500.72.5同時還應該考慮PCB加工中的技術限制。國內(nèi)一般加工水平最小間距可以 做到6mil。推薦在非高密度器件設計中，數(shù)字部分最小線間距為10mil。模擬部分應適當加寬，最小為15mil在一些特殊的信號處理上，尤其電磁干擾方面，需要對間距進行重新設計。6.3.3過孔大小的設定PCB板的最小孔徑定義取決于板厚度，其關系如下表。一般設計板厚度為1.5mm 或 2mm。表5最小孔徑與板厚度關系板厚度mm最小孔徑mil3.0242.5202.0161.5121.08過線孔過線孔尺寸可在上述最小孔徑的

23、基礎上進行組合設計。一般最佳組合優(yōu)選序列如下孔徑mil242016128焊盤直徑mil4035282520中心孔徑的大小一般原則上選擇應該考慮不小于所過線反寬大小。在某些情況下也可以略小于線寬（過線孔承載電流路徑寬度為周長，而不是直徑大?。?。盲孔和埋孔盲孔是連接表層和內(nèi)層而不貫通整板的導通孔，埋孔是連接內(nèi)層之間而在成品板表層不可見的導通孔，這兩類過孔尺寸設置可參考過線孔。應用盲孔和埋孔設計時應對PCB加工流程有充分的認識，避免給PCB加工帶 來不必要的問題。推薦在非復雜電路設計和四層板以下的設計電路中，盡量不要使用盲孔和埋孔。測試孔測試孔是指用于測試目的的過孔，可以兼做導通孔，原則上孔徑不限，

24、焊盤 直徑應不小于25mil。不推薦用元件焊接孔作為測試孔。6.4元器件布局元器件布局需要根據(jù)設置的板框尺寸以及結構要素進行布局。同時需要在必須的地方做出尺寸標注。布局需要注意事項如下：1. 遵照 先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器 件應當優(yōu)先布局。2. 布局中應參考原理框圖，根據(jù)主信號流向規(guī)律安排主要元器件。一般為 由左到右，由上到下排列。3. 總體連線盡量短的原則。關鍵信號線最短；高電壓、大電流信號與小電 流、低電壓弱信號完全隔離分開。4. 輸入輸出信號盡量遠離，模擬和數(shù)字電路盡量隔離分開。高頻信號與低 頻信號分隔開。高頻信號的間隔要充分。需要考慮后續(xù)加入地線阻隔的

25、空間。5. 在靠近板邊沿5mm的范圍內(nèi)不宜放置元器件。6. 大功率元器件放置在有利于散熱的地方。發(fā)熱元器件應該均勻分布，以利于整體單板散熱。同時大功率發(fā)熱元件應該集中一片區(qū)域擺放，有利于后續(xù)散 熱功能的設計。7. 高頻信號元器件靠近走線放置。尤其晶振應該靠近器件擺放，同時兩個 晶振不應該并行放置，防止串擾。下圖所示為高頻信號排布方式。圖5根據(jù)頻率的元器件布局示意圖這樣排布主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾， 同時盡量縮 短高頻部分的布線長度。通常將高頻的部分布設在接口部分以減少布線長度， 當 然，這樣的布局仍然要考慮到低頻信號可能受到的干擾。同時還要考慮到高 /低 頻部分地平面的分

26、割問題，通常采用將二者的地分割，再在接口處單點相接。對混合電路，也有將模擬與數(shù)字電路分別布置在印制板的兩面，分別使用不同的層布線，中間用地層隔離的方式。8. 去耦電容應該在器件電源入口端就近放置。9. 電源轉(zhuǎn)換芯片應靠近板邊緣放置，就近外部電源接入口，最好將各種電 源放置一處，并做好地線隔離，同時方便后續(xù)電源隔離。10. 串聯(lián)的匹配電阻應就近放置在驅(qū)動端。11. 放置元器件時，應考慮其空間立體分布大小。比如帶外殼的IDC封裝JATG 口）。一般大的元器件立體空間下不應放置小元器件，不然會對調(diào)試造成麻煩。12. 布局應注意焊盤方向，選取一直方向放置，方便焊接，同時也美觀。13. 相同結構電路部分

27、，應盡可能選擇“對稱式”的布局方式，美觀，同時 有一定的防干擾的能力。整體電路板應均勻分布，重心平穩(wěn)，板面美觀。元器件布局的原則如下：1. 根據(jù)外部結構要求放置器件2. 根據(jù)信號走向流向確定器件放置3. 根據(jù)模擬和數(shù)字區(qū)分信號區(qū)域以上三條逐次遞減要求，但應盡力滿足要求特別說明：數(shù)字信號密集部分盡量多預留空間， 在布線的時候可以進行適時 調(diào)整位置。6.4元器件連線在滿足設計規(guī)則的前提下，應盡量使用手動布線，根據(jù)設計需要進行走線控 制。自動布線經(jīng)常出現(xiàn)一些不可預知的問題，或者經(jīng)常不能按照需要布線成功。推薦先可以使用自動布線工具進行布線， 然后根據(jù)整體布線的疏密程度，對 板子上元器件的布局進行調(diào)整，

28、然后再進行手動布線工作。布線順序1. 關鍵信號線優(yōu)先，需要特殊注意的電源信號，高速數(shù)字信號線，時鐘信 號，同步信號等關鍵信號優(yōu)先 。2. 布線優(yōu)先從密度最高的數(shù)字電路部分開始布局。整體原則是先大后小， 先難后易。3. 相同電路優(yōu)先布局一組，從局部了解全局。4. 整體布局根據(jù)信號流形布線。5. 布線管腳可靈活處理，處理FPGA,CPLD以及MCU管腳分配 布線應遵循以下規(guī)則：1. 走線方向控制布線總體效果需求，橫縱分明，一個層面上盡量只走一種方向的線型。 這樣 做的好處是，可以保證布線成功，同時避免了不必要的層間串擾。 但是這條不能 死守，需要在特殊情況下靈活處理。在一些由于板結構限制的情況下也

29、不能避免出現(xiàn)兩層布線順序相同的情況， 對于特別是高速信號時，應考慮地平面進行層隔離，用地線隔離信號線。X圖6走線方向控制示意圖2. 走線線寬控制線寬應該在空間允許的情況下，能大則大。實際情況應該是模擬部分大于數(shù) 字部分，電源部分進行另外區(qū)分。具體選擇線寬大小，參見前面規(guī)則設定。同一網(wǎng)絡下的同一種信號應該保證一致的線寬。 線寬的變化會造成線路特性 阻抗的不均勻，當傳輸?shù)乃俣容^高時會產(chǎn)生反射，在設計中應該盡量避免這種情 況。在某些條件下，如接插件引出線，BGA 封裝的引出線類似的結構時，可能 無法避免線寬的變化，應該盡量減少中間不一致部分的有效長度。Xx/圖7走線方向控制示意圖3. 走線長度控制即

30、短線規(guī)則，在設計時應該盡量讓布線長度盡量短， 以減少由于走線過長帶 來的干擾問題，特別是一些重要信號線，如時鐘線，務必將其振蕩器放在離器件 很近的地方。對驅(qū)動多個器件的情況，應根據(jù)具體情況決定采用何種網(wǎng)絡拓撲結圖8走線長度控制示意圖4. 走線倒角控制PCB設計中應避免產(chǎn)生銳角和直角，產(chǎn)生不必要的天線效應，同時工藝性能X也不好。走線盡量保持45方向圖9走線長度控制示意圖5. 分歧線控制分歧線是三條線的交匯，可以按照直角走線，也可以按照斜45方向交匯方 式。盡量控制分枝的長度。TH?1吐冊疋二 1 rlse/20圖10分歧線控制示意圖6. 走線出現(xiàn)控制走線從管腳出現(xiàn)應該按照下圖所示的出現(xiàn)方式。 這

31、主要從制造工藝和后續(xù)焊 接調(diào)試方面考慮。圖11走線出現(xiàn)控制示意圖7. 走線開環(huán)控制一般不允許出現(xiàn)一端浮空的布線，主要是為了避免產(chǎn)生“天線效應”，減少 不必要的干擾輻射和接受，否則可能帶來不可預知的結果。圖12走線開環(huán)控制示意圖8. 走線閉環(huán)控制防止信號線在不同層間形成自環(huán)。在多層板設計中容易發(fā)生此類問題，自環(huán) 將引起輻射干擾。圖13走線閉環(huán)控制示意圖9. 走線諧振控制主要針對高頻信號設計而言，即布線長度不得與其波長成整數(shù)倍關系，以免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象。圖14走線諧振控制示意圖10. 走線終端網(wǎng)絡匹配規(guī)則在高速數(shù)字電路中，當PCB布線的延遲時間大于信號上升時間（或下降時間） 的1/4時，該布線即可以看

32、成傳輸線，為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線 的阻抗正確匹配，可以采用多種形式的匹配方法，所選擇的匹配方法與網(wǎng)絡的連 接方式和布線的拓樸結構有關。a. 對于點對點（一個輸出對應一個輸入）連接，可以選擇始端串聯(lián)匹配或 終端并聯(lián)匹配。前者結構簡單，成本低，但延遲較大。后者匹配效果好，但結構 復雜，成本較高。b. 對于點對多點（一個輸出對應多個輸出）連接，當網(wǎng)絡的拓樸結構為菊 花鏈時，應選擇終端并聯(lián)匹配。當網(wǎng)絡為星型結構時，可以參考點對點結構。星形和菊花鏈為兩種基本的拓撲結構，其他結構可看成基本結構的變形，可 采取一些靈活措施進行匹配。在實際操作中要兼顧成本、功耗和性能等因素，一 般不追求完全匹配

33、，只要將失配引起的反射等干擾限制在可接受的范圍即可。圖15走線終端網(wǎng)絡匹配示意圖11. 地線環(huán)路規(guī)則環(huán)路最小規(guī)則，即信號線與其回路構成的環(huán)面積要盡可能小。環(huán)面積越小， 對外的輻射越少，接收外界的干擾也越小。針對這一規(guī)則，在地平面分割時，要 考慮到地平面與重要信號走線的分布，防止由于地平面開槽等帶來的問題。在雙層板設計中，在為電源留下足夠空間的情況下，應該將留下的部分用參 考地填充，且增加一些必要的孔，將雙面地信號有效連接起來，對一些關鍵信號 盡量采用地線隔離，對一些頻率較高的設計，需特別考慮其地平面信號回路問題， 建議采用多層板為宜。同時應該將多種地線區(qū)分控制，在不同地線之間用單點連接。使不同

34、地線之 間的干擾做到最小。一般主要考慮數(shù)字地的高頻信號對于模擬地線的干擾。IIIIIIIiiiiiiiIIIIIIIIiiminiiiiiiiiXV圖16地線環(huán)路規(guī)則示意圖12. 過孔擺放控制過孔不是越多越好，過孔能少放就少放，會引入寄生電容和寄生電感。過孔是走線不能完成聯(lián)線的情況下和滿足走線需求下才進行放置的。過孔排列時應均勻分布，美觀。過孔不要放在管腳上，雖然可以，但是實際上焊接時容易造成虛焊。特別說明：晶振走線時不要放置過孔。13. 串擾控制串擾是指PCB上不同網(wǎng)絡之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用。克服串擾的主要措施是：a. 加大平行布線的

35、間距，遵循3W規(guī)則。b. 在平行線間插入接地的隔離線。c. 減小布線層與地平面的距離。14. 屏蔽保護控制對應地線回路規(guī)則，實際上也是為了盡量減小信號的回路面積， 多見于一些 比較重要的信號，如時鐘信號，同步信號；對一些特別重要，頻率特別高的信號， 應該考慮采用銅軸電纜屏蔽結構設計， 即將所布的線上下左右用地線隔離， 而且 還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實際地平面有效結合。XVv圖17屏蔽保護方式示意圖15. 去耦走線規(guī)則在印制版上增加必要的去藕電容，濾除電源上的干擾信號，使電源信號穩(wěn)定。 在多層板中，對去藕電容的位置一般要求不太高， 但對雙層板，去藕電容的布局 及電源的布線方式將直接影響到整

36、個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有時甚至關系到設計的成 敗。在雙層板設計中，一般應該使電流先經(jīng)過濾波電容濾波再供器件使用，同時 還要充分考慮到由于器件產(chǎn)生的電源噪聲對下游的器件的影響，一般來說，采用總線結構設計比較好，在設計時，還要考慮到由于傳輸距離過長而帶來的電壓跌 落給器件造成的影響，必要時增加一些電源濾波環(huán)路，避免產(chǎn)生電位差。在高速電路設計中，能否正確地使用去藕電容，關系到整個板的穩(wěn)定性。16. 電源與地線層的完整性規(guī)則對于導通孔密集的區(qū)域，要注意避免孔在電源和地層的挖空區(qū)域相互連接， 形成對平面層的分割，從而破壞平面層的完整性，并進而導致信號線在地層的回 路面積增大。17. 3W規(guī)則為了減少線間串擾，

37、應保證線間距足夠大，當線中心間距不少于3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達到98%的電場不互相干 擾，可使用10W的間距。-Hw h-圖18 3W規(guī)則示意圖18. 20H規(guī)則由于電源層與地層之間的電場是變化的，在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。稱為邊沿效應。解決的辦法是將電源層內(nèi)縮，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導。以一個H（電源和地之間的介質(zhì)厚度）為單位，若內(nèi)縮 20H則可以將70%的電場限制在接 地層邊沿內(nèi)；內(nèi)縮100H則可以將98%的電場限制在內(nèi)。圖195- 20m20H規(guī)則示意圖19.五五規(guī)則印制板層數(shù)選擇規(guī)則，即時鐘頻率到 5MHz或脈沖上升時間小于5ns,則P

38、CB 板須采用多層板，這是一般的規(guī)則，有的時候出于成本等因素的考慮，采用雙層 板結構時，這種情況下，最好將印制板的一面做為一個完整的地平面層。6.5設計檢查可從下面幾個方面檢查電路設計情況：1. 檢查高頻、高速、時鐘及其他脆弱信號線，是否回路面積最小、是否遠 離干擾源、是否有多余的過孔和繞線、是否有垮地層分割區(qū)2. 檢查晶體、變壓器、光藕、電源模塊下面是否有信號線穿過，應盡量避 免在其下穿線，特別是晶體下面應盡量鋪設接地的銅皮。3. 檢查定位孔、定位件是否與結構圖一致。4. 檢查器件的序號是否按從左至右的原則歸宿無誤的擺放規(guī)則，并且無絲 印覆蓋焊盤；檢查絲印的版本號是否符合版本升級規(guī)范，并標識

39、出。5. 檢查電源、地的分割正確；單點共地已作處理。6. 檢查走線方式是否合理。6.6設計優(yōu)化661淚滴操作淚滴的存在有如下好處：1.避免電路板受到巨大外力的沖撞時，導線與焊盤或者導線與導孔的接觸點斷開，也可使PCB電路板顯得更加美觀。2. 焊接上，可以保護焊盤，避免多次焊接是焊盤的脫落 ，生產(chǎn)時可以避免蝕 刻不均，過孔偏位出現(xiàn)的裂縫等。3. 當信號傳輸時可以平滑阻抗，減少阻抗的急劇跳變，避免高頻信號傳輸 時由于線寬突然變小而造成反射，可使走線與元件焊盤之間的連接趨于平穩(wěn)過渡 化。應該在整體電路設計檢查完畢后，最后添加。選擇Tools-TearDrops工具。選擇默認添加即可。=FFF HHH

40、k圖20淚滴操作說明和效果示意圖662鋪銅操作所謂鋪銅操作，就是將PCB上閑置的空間作為基準面，填充銅材料，完成 地平面的擴大。這樣的好處在于，減小地線阻抗，提高了抗干擾能力；提高了電源效率；同 時地線的擴大，減小了環(huán)路面積，減小了輻射效應。對于多種地線的PCB，如有SGND，AGND，GND等的情況時，需要根據(jù) 板面位置的不同，進行區(qū)分獨立鋪銅操作。而后在不同地之間采用單點連接， 一 般采用磁珠或者小電感進行連接，起隔離作用，防止高頻信號干擾。同時，在鋪 銅操作之前，應該保證整體的地線和電源線的完整性，同時應相應加粗電源連線。對于晶振附近的鋪銅，因為晶振為高頻發(fā)射源，應該環(huán)繞晶振鋪銅，同時將 晶振的外殼另行接地，效果最好。對于鋪銅種類的選擇，一般采用大面子鋪銅或者90網(wǎng)格鋪銅。一般情況下，大面積鋪銅散熱效果不好，會在波峰回流焊接工藝中，使板子翹起變形或者 起泡。而網(wǎng)格鋪銅散熱效果好，通常對于高頻電路設計而言，多采用網(wǎng)格鋪銅， 提高抗干擾性。而對于低頻大電流不需要波峰焊接的電路多采用完整大面積鋪 銅。鋪銅死區(qū)（孤島）是指小塊不能和大面積銅區(qū)連接的部分。 對于死區(qū)可以采 用去除