PCB圖布線的經(jīng)驗總結

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上PCB圖布線的經(jīng)驗總結1.組件布置     組件布置合理是設計出優(yōu)質(zhì)的PCB圖的基本前提。關于組件布置的要求主要有安裝、受力、受熱、信號、美觀六方面的要求。 1.1.安裝     指在具體的應用場合下，為了將順利安裝進機箱、外殼、插槽，不致發(fā)生空間干涉、短路等事故，并使指定接插件處于機箱或外殼上的指定位置而提出的一系列基本要求。這里不再贅述。  1.2.受力     電路板應能承受安裝和工作中所受的各種外力和震動。為此電路板應具有

2、合理的形狀，板上的各種孔（螺釘孔、異型孔）的位置要合理安排。一般孔與板邊距離至少要大于孔的直徑。同時還要注意異型孔造成的板的最薄弱截面也應具有足夠的抗彎強度。板上直接"伸"出設備外殼的接插件尤其要合理固定，保證長期使用的可靠性。 1.3.受熱     對于大功率的、發(fā)熱嚴重的器件，除保證散熱條件外，還要注意放置在適當?shù)奈恢?。尤其在精密的模擬系統(tǒng)中，要格外注意這些器件產(chǎn)生的溫度場對脆弱的前級放大電路的不利影響。一般功率非常大的部分應單獨做成一個模塊，并與信號處理電路間采取一定的熱隔離措施。 1.4.信號   

3、0; 信號的干擾中所要考慮的最重要的因素。幾個最基本的方面是：弱信號電路與強信號電路分開甚至隔離；交流部分與直流部分分開；高頻部分與低頻部分分開；注意信號線的走向；地線的布置；適當?shù)钠帘巍V波等措施。這些都是大量的論著反復強調(diào)過的，這里不再重復。 1.5.美觀     不僅要考慮組件放置的整齊有序，更要考慮走線的優(yōu)美流暢。由于一般外行人有時更強調(diào)前者，以此來片面評價電路設計的優(yōu)劣，為了產(chǎn)品的形象，在性能要求不苛刻時要優(yōu)先考慮前者。但是，在高性能的場合，如果不得不采用雙面板，而且電路板也封裝在里面，平時看不見，就應該優(yōu)先強調(diào)走線的美觀。下一小節(jié)將

4、會具體討論布線的"美學"。 2.布線原則     下面詳細介紹一些文獻中不常見的抗干擾措施。考慮到實際應用中，尤其是產(chǎn)品試制中，仍大量采用雙面板，以下內(nèi)容主要針對雙面板。 2.1.布線"美學"     轉彎時要避免直角，盡量用斜線或圓弧過渡。     走線要整齊有序，分門別類集中排列，不僅可以避免不同性質(zhì)信號的相互干擾，也便于檢查和修改。 對于數(shù)字系統(tǒng)，同一陣營的信號線（如數(shù)據(jù)線、地址線）之間不必擔心干擾的問題，但類似讀、寫、

5、時鐘這樣的控制性信號，就應該獨來獨往，最好用地線保護起來。     大面積鋪地（下面會進一步論述）時，地線（其實應該是地"面"）與信號線間盡量保持合理的相等距離，在防止短路、漏電的前提下盡量靠近。     對于弱電系統(tǒng)，地線與電源線要盡量靠近。      使用表貼組件的系統(tǒng)，信號線盡量全走正面。 2.2.地線布置     文獻中對地線的重要性及布置原則有很多論述，但關于實際PCB中的地線排布仍然缺乏詳細準確

6、的介紹。我的經(jīng)驗是，為了提高系統(tǒng)的可靠性（而不只是做出一個實驗樣機），對地線無論怎樣強調(diào)都不為過，尤其是在微弱信號處理中。為此，必須不遺余力地貫徹"大面積鋪地"的原則。     鋪地時，一般必須是網(wǎng)格狀地，除非那些被其它線路分割出來的零星地盤。網(wǎng)格狀地的受熱性能和高頻導電性能都要大大優(yōu)于整塊的地線。在雙面板布線中，有時為了走信號線，不得不將地線分割開，這對于保持足夠低的地電阻是極為不利的。為此，必須采用一系列的"小聰明"手段來保證地電流的"通暢"。這些技巧包括：   

7、0; 大量使用表面貼裝組件，省去焊孔所占用的"本來"應屬于地線的空間。     充分利用正面空間：在大量使用表面貼裝組件的場合下，設法使信號線盡量走頂層，將底層"無私"地讓給地線，這其中又涉及到無數(shù)細碎的小竅門，本人拙作PCB技巧之一：交換管腳中就有一招，還有很多類似的法術，以后會陸續(xù)寫出。 合理安排信號線，將板上的重要地帶，尤其是"腹地"（這里關系到整個板地線的溝通）"讓"給地線，只要精心設計，這一點還是能做到的。     

8、正面與反面的配合：有時在板的某一面，地線實在是"走投無路"了，這時可設法使兩面的布線相互協(xié)調(diào)，"此處不留爺，自有留爺處"，在反面的相對應位置空出一塊足夠的地盤鋪設地線，再通過數(shù)量足夠、位置合理的過孔（考慮到過孔有較大的電阻），通過這?quot;橋梁"將被橫行而過的信號線強行分割卻又戀戀不舍、盼望統(tǒng)一的兩岸連成一個導電性能足夠的整體。     狗急跳墻的著數(shù)：實在滕不出地方而又不甘心龐大的地線被區(qū)區(qū)一根信號線攔腰切斷時，就讓這個信號委屈一點，走跨接線吧。有時，我不甘心僅僅拉一根光禿禿的導線，這個信號恰好又要

9、經(jīng)過一個電阻或其它"長腳"的器件，我就可以名正言順的延長這個器件的管腳，使之兼任跨接線的職務，既通過了信號，又避免了跨接線這個不體面的稱呼:-(當然，在大多數(shù)情況下，我總可以讓這樣的信號從合適的地方通過而避免與地線的交叉，唯一需要的是觀察力和想象力。     起碼的原則：地電流的路徑要合理，大電流與微弱的信號電流決不能并肩前進。有時，選擇合理的路徑，一個排的地線抵得上不合理配置的一個集團軍。     最后，順便說明一點，有一句名言："你可以相信你的母親，但永遠不要相信你的地"

10、。在極微弱信號處理的場合（微伏以下），即使不擇手段保證了地電位的一致，電路上關鍵點的地電位差別仍然要超過被處理信號的幅度，至少是同一量級，即使靜態(tài)電位合適了，瞬時的電位差仍然可能很大。對于這樣的場合，首先要在原理上使電路的工作盡可能的不依賴于地電位。 2.3.電源線布置與電源濾波     一般的文獻都認為電源線應盡可能粗，對此我不敢完全茍同。只有在大功率（1秒內(nèi)平均電源電流可能達到1A）的場合，才必須保證足夠的電源線寬度（我的經(jīng)驗，每1A電流對應50mil能夠滿足大多數(shù)場合的需求）。如果只為了防止信號的竄擾的話，電源線的寬度不是關鍵。甚至，有時細一些的電

11、源線更有利！電源的質(zhì)量一般主要不在于其絕對值，而在于電源的波動和迭加的干擾。解決電源干擾的關鍵在于濾波電容！如果你的應用場合對電源質(zhì)量的確有苛刻的要求，就不要吝嗇濾波電容的錢！使用濾波電容時要注意以下幾條：     整個電路的電源輸入端應該有"總"的濾波措施，而且各種類型的電容要互相搭配，"一樣都不能少"，至少不會壞事的J對于數(shù)字系統(tǒng)至少要有100uF電解10uF片鉭0.1uF貼片1nF貼片。較高頻（100kHz）100uF電解10uF片鉭0.47uF貼片0.1uF貼片。交流模擬系統(tǒng)：對于直流及低頻模擬系統(tǒng)：100

12、0uF1000uF電解10uF片鉭1uF貼片0.1uF貼片。     每個重要芯片身邊都應該有"一套"濾波電容。對于數(shù)字系統(tǒng)，一個0.1uF貼片一般就夠了，重要的或工作電流較大的芯片還應并上一個10uF片鉭或1uF貼片，工作頻率最高的芯片（CPU、晶振）還要并10nF|470pF或一個1nF。該電容應盡可能接近芯片的電源管腳并盡可能直接連接，越小的應越靠近。     對于芯片濾波電容，以內(nèi)（濾波電容至芯片電源管腳）的一段應盡可能粗，如能采用多根細線并排就更好。有了濾波電容提供低（交流）阻抗電壓源

13、并抑制交流耦合干擾，電容管腳以外（指從總電源至濾波電容的一段）的電源線就不那幺重要了，線寬不必太粗，至少不必為此占用大量的板面積。某些模擬系統(tǒng)中還要求電源輸入采用RC濾波網(wǎng)絡以進一步抑制干擾，而較細的電源線有時恰好就兼具RC濾波器中電阻的作用，反而有利。     對于工作溫度變化范圍較大的系統(tǒng)，要注意鋁電解電容在低溫下性能會降低甚至喪失濾波作用，此時要用適當?shù)你g電容代替之。例如，用100uF鉭|1000uF鋁代替470uF鋁，或用22uF片鉭代100uF鋁。    注意鋁電解電容不要離大功率發(fā)熱器件太近。PCB設計過程中的注

14、意事項PCB設計過程中的注意事項：1、 電源線最好要比其它的走線粗很多，因為導線粗會使得導線上的電阻變小，這樣電源的功率在導線上的消耗就會變小，減少了功率的浪費；2、 當走線在轉彎處應該有一個過渡，最好是45或者135度角過渡，而不應該采用直角轉彎，因為這樣會減少信號受到干擾；3、 電源電路部分最好放在板子的邊緣部分，因為電源會產(chǎn)生熱量，這樣可以避免電源部分對其它各部分電路造成干擾；4、 數(shù)字電路與模擬電路部分要分開，這樣可以避免相互之間的干擾；5、 高頻部分要與低頻部分嚴格分開，這樣可以避免低頻信號對高頻部分產(chǎn)生干擾；6、 有高頻的地方，對這部分要單獨敷銅，其它部分可以一起敷銅，這樣可以避免

15、其它部分對高頻部分產(chǎn)生影響，進而減少干擾；7、 有對稱的電路，盡量布置在一起，這樣既方便了走線，也會給人以美觀的感覺；8、 盡量使走線能夠平行，這樣會減少信號間的相互干擾，也會使布線變的容易，還會使效果更加美觀；9、 走線的時候，盡量先別連地線，因為地的網(wǎng)絡線一般情況下很多，先連起來以后可能會 使其它走線變得不容易；10、盡量在布線的時候，在板子上面多加一些地的過孔，這樣會使得地的網(wǎng)絡能夠自動的連接在一起；11、每一塊電路部分要使得元器件放置在一起，這樣的話，走線也會很容易；12、元件的封裝大小一定要按照合理的參數(shù)進行設置。PCB設計過程中容易犯的錯誤和解決的方法：1、電源部分放置的位置不合理

16、，使其它電路部分的信號受到的干擾大，影響電路的正常工作。重新合理的把電源部分進行布置，最好放置在板子的最邊緣地方，并且把容易受到干擾的部分遠離電源部分；2、每個獨立電路部分的元器件放置不合理或者沒有放置在一起，給布線帶來了很大的麻煩，增加了布線的工作量。重新合理的分配放置、布置，這樣既減少了工作量，也降低了因連線不合理造成的電路的干擾；3、高頻和低頻部分沒有分開敷銅，使得高頻信號在接收時非常容易的受到低頻部分的干擾。重新合理的把高頻的地與低頻部分的地分開敷銅，以減少低頻信號對高頻信號的干擾；4、元件的封裝大小與實物的封裝不匹配，所以在設計時一定要合理的選擇參數(shù)，如果需要自己設計的話，在測量實物

17、的時候，務必使測量的參數(shù)精確度很高，這樣可以避免參數(shù)不匹配的錯誤；5、由于元件任意放置，導致很不容易走線。所以，在放置元件時，一定要對照原理圖中各個元件所在的位置，合理的分配，同時要兼顧走線是否合理、是否美觀等等。PCB布線要橫平豎直? 提起PCB布線,許多工程技術人員都知道一個傳統(tǒng)的經(jīng)驗：正面橫向走線、反面縱向走線,橫平豎直,既美觀又短捷;還有個傳統(tǒng)經(jīng)驗是：只要空間允許,走線越粗越好?？梢悦鞔_地說,這些經(jīng)驗在注重EMC的今天已經(jīng)過時。要使單片機系統(tǒng)有良好的EMC性能,PCB設計十分關鍵。一個具有良好的EMC性能的PCB,必須按高頻電路來設計這是反傳統(tǒng)的。單片機系統(tǒng)按高頻電路來設計PCB的理由

18、在于：盡管單片機系統(tǒng)大部分電路的工作頻率并不高,但是EMI的頻率是高的,EMC測試的模擬干擾頻率也是高的5。要有效抑制EMI,順利通過EMC測試,PCB的設計必須考慮高頻電路的特點。PCB按高頻電路設計的要點是：（1）要有良好的地線層。良好的地線層處處等電位,不會產(chǎn)生共模電阻偶合,也不會經(jīng)地線形成環(huán)流產(chǎn)生天線效應;良好的地線層能使EMI以最短的路徑進入地線而消失。建立良好的地線層最好的方法是采用多層板,一層專門用作線地層;如果只能用雙面板,應當盡量從正面走線,反面用作地線層,不得已才從反面過線。（2）保持足夠的距離。對于可能出現(xiàn)有害耦合或幅射的兩根線或兩組或要保持足夠的距離,如濾波器的輸入與輸

19、出、光偶的輸入與輸出、交流電源線與弱信號線等。（3）長線加低通濾波器。走線盡量短捷,不得已走的長線應當在合理的位置插入C、RC或LC低通濾波器。（4）除了地線,能用細線的不要用粗線。因為PCB上的每一根走線既是有用信號的載體,又是接收幅射干擾的干線,走線越長、越粗,天線效應越強。元件排列規(guī)則 1).在通常條件下,所有的元件均應布置在印制電路的同一面上，只有在頂層元件過密時，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼IC等放在底層。2).在保證電氣性能的前提下，元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀，一般情況下不允許元件重疊；元件排列要緊湊，輸入和輸出元件盡量

20、遠離。3).某元器件或導線之間可能存在較高的電位差，應加大它們的距離，以免因放電、擊穿而引起意外短路。4).帶高電壓的元件應盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。5).位于板邊緣的元件，離板邊緣至少有2個板厚的距離6).元件在整個板面上應分布均勻、疏密一致。2.按照信號走向布局原則1).通常按照信號的流程逐個安排各個功能電路單元的位置，以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它進行布局。2).元件的布局應便于信號流通，使信號盡可能保持一致的方向。多數(shù)情況下，信號的流向安排為從左到右或從上到下，與輸入、輸出端直接相連的元件應當放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方。3.防止電磁干擾1).對輻射電磁場較強

21、的元件，以及對電磁感應較靈敏的元件，應加大它們相互之間的距離或加以屏蔽，元件放置的方向應與相鄰的印制導線交叉。2).盡量避免高低電壓器件相互混雜、強弱信號的器件交錯在一起。3).對于會產(chǎn)生磁場的元件，如變壓器、揚聲器、電感等，布局時應注意減少磁力線對印制導線的切割，相鄰元件磁場方向應相互垂直，減少彼此之間的耦合。4).對干擾源進行屏蔽，屏蔽罩應有良好的接地。5).在高頻工作的電路，要考慮元件之間的分布參數(shù)的影響。4. 抑制熱干擾1).對于發(fā)熱元件，應優(yōu)先安排在利于散熱的位置，必要時可以單獨設置散熱器或小風扇，以降低溫度，減少對鄰近元件的影響。2).一些功耗大的集成塊、大或中功率管、電阻等元件，

22、要布置在容易散熱的地方，并與其它元件隔開一定距離。3).熱敏元件應緊貼被測元件并遠離高溫區(qū)域，以免受到其它發(fā)熱功當量元件影響，引起誤動作。4).雙面放置元件時，底層一般不放置發(fā)熱元件。5.可調(diào)元件的布局對于電位器、可變電容器、可調(diào)電感線圈或微動開關等可調(diào)元件的布局應考慮整機的結構要求，若是機外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應；若是機內(nèi)調(diào)節(jié)，則應放置在印制電路板于調(diào)節(jié)的地方。 印刷電路板的設計 SMT線路板是表面貼裝設計中不可缺少的組成之一。SMT線路板是電子產(chǎn)品中電路元件與器件的支撐件，它實現(xiàn)了電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術發(fā)展，pcb板的體積越來越小，密度也越來越

23、高，并且PCB板層不斷地增加，因此，要求PCB在整體布局、抗干擾能力、工藝上和可制造性上要求越來越高。印刷電路板設計的主要步驟；.1：繪制原理圖。.2：元件庫的創(chuàng)建。.3：建立原理圖與印制板上元件的網(wǎng)絡連接關系。.4：布線和布局。.5：創(chuàng)建印制板生產(chǎn)使用數(shù)據(jù)和貼裝生產(chǎn)使用數(shù)據(jù)。 .PCB上的元件位置和外形確定后，再考慮PCB的布線。 .有了元件的位置，根據(jù)元件位置進行布線，印制板上的走線盡可能短是一個原則。走線短，占用通道和面積都小，這樣直通率會高一些。在PCB板上的輸入端和輸出端的導線應盡量避開相鄰平行，最好在二線間放有地線。以免發(fā)生電路反饋藕合。印制板如果為多層板，每個層的信號線走線方向與

24、相鄰板層的走線方向要不同。對于一些重要的信號線應和線路設計人員達成一致意見，特別差分信號線，應該成對地走線，盡力使它們平行、靠近一些，并且長短相差不大。PCB板上所有元件盡量減少和縮短元器件之間的引線和連接，PCB板中的導線最小寬度主要由導線與絕緣層基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.05mm，寬度為1-1.5mm時，通過2A的電流，溫度不會高于3度。導線寬度1.5mm時可滿足要求，對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選用0.02-0.03mm。當然，只要允許，我們盡可能的用寬線，特別是PCB板上的電源線和地線，導線的最小間距主要是由最不壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。

25、對于一些集成電路（IC）以工藝角度考慮可使間距小于5-8mm。印制導線的彎曲處一般用圓弧最小，避免使用小于90度彎的走線。而直角和夾角在高頻電路中會影響電性能，總之，印制板的布線要均勻，疏密適當，一致性好。電路中盡量避開使用大面積銅箔，否則，在使用過程中時間過長產(chǎn)生熱量時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象，如必須使用大面積銅箔時，可采用柵格狀導線。導線的端口則是焊盤。焊盤中心孔要比器件引線直徑大一些。焊盤太大在焊接中易形成虛焊，焊盤外徑D一般不小于（d1.2）mm，其中d為孔徑，對于一些密度比較大的元件的焊盤最小直徑可?。╠+1.0）mm，焊盤設計完成后，要在印制板的焊盤周圍畫上器件的外形框，同時標注

26、文字和字符。一般文字或外框的高度應該在0.9mm左右，線寬應該在0.2mm左右。并且標注文字和字符等線不要壓在焊盤上。如果為雙層板，則底層字符應該鏡像標注。 .二、為了使所設計的產(chǎn)品更好有效地工作，PCB在設計中不得不考慮它的抗干擾能力，并且與具體的電路有著密切的關系。 .線路板中的電源線、地線等設計尤為重要，根據(jù)不同的電路板流過電流的大小，盡量加大電源線的寬度，從而來減小環(huán)路電阻，同時電源線與地線走向以及數(shù)據(jù)傳送方向保持一致。有助于電路的抗噪聲能力的增強。PCB上即有邏輯電路又有線性電路，使它們盡量分開，低頻電路可采用單點并聯(lián)接地，實際布線可把部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地，高頻電路采用多點串連接地。

27、地線應短而粗，對于高頻元件周圍可采用柵格大面積地箔，地線應盡量加粗，如果地線很細的導線，接地電位隨電流的變化，使抗噪性能降低。因此應加粗接地線，使其能達到三位于電路板上的允許電流。如果設計上允許可以使接地線在2-3mm以上的直徑寬度，在數(shù)字電路中，其接地線路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。PCB的設計中一般常規(guī)在印制板的關鍵部位配置適當?shù)耐伺弘娙?。在電源入端跨線接10-100uF的電解電容，一般在20-30管腳的附近，都應布置一個0.01PF的瓷片電容，一般在20-30管腳的集成電路芯片的電源管腳附近，都應布置一個0.01PF的磁片電容，對于較大的芯片，電源引腳會有幾個，最好在它們附近都加一個退藕電容，超過200腳的芯片，則在它四邊上都加上至少二個退藕電容。如果空隙不足，也可4-8個芯片布置一個1-10PF鉭電容，對于抗干擾能力弱、關斷電源變化大的元件應在該元件的電源線和地線之間直接接入退藕電容，以上無論那種接入電容的引線不易過長。 .三、線路板的元件和線路設計完成后，接上來要考慮它的工藝設計，目的將各種不良因素消滅在生產(chǎn)開始之前，同時又要兼顧線路板的可制造性，以便生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和批量進行生