1、元器件布局

布局是按照電原理圖的要求和元器件的外形尺寸，將元器件均勻整齊地布置在PCB上，并能滿足整機(jī)的機(jī)械和電氣性能要求。布局合理與否不僅影響PCB組裝件和整機(jī)的性能及可靠性，而且也影響PCB及其組裝件加工和維修的難易程度，所以布局時(shí)盡量做到以下幾點(diǎn):

• 元器件分布均勻，同一單元電路的元器件應(yīng)相對(duì)集中排列，以便于調(diào)試和維修；
  

• 有相互連線的元器件應(yīng)相對(duì)靠近排列，以利于提高布線密度和保證走線距離最短；

• 對(duì)熱敏感的元器件，布置時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件；

• 相互可能有電磁干擾的元器件，應(yīng)采取屏蔽或隔離措施。

2、布線規(guī)則

布線是按照電原理圖、導(dǎo)線表以及需要的導(dǎo)線寬度與間距布設(shè)印制導(dǎo)線，布線一般應(yīng)遵守如下規(guī)則:

• 在滿足使用要求的前提下，布線可簡(jiǎn)時(shí)不繁選擇布線方式的順序?yàn)閱螌右浑p層→多層。

• 兩個(gè)連接盤(pán)之間的導(dǎo)線布設(shè)盡量短，敏感的信號(hào)、小信號(hào)先走，以減少小信號(hào)的延遲與干擾。模擬電路的輸入線旁應(yīng)布設(shè)接地線屏蔽；同一層導(dǎo)線的布設(shè)應(yīng)分布均勻；各層上的導(dǎo)電面積要相對(duì)均衡，以防板子翹曲。

• 信號(hào)線改變方向應(yīng)走斜線或圓滑過(guò)渡，而且曲率半徑大一些好，避免電場(chǎng)集中、信號(hào)反射和產(chǎn)生額外的阻抗。

• 數(shù)字電路與模擬電路在布線上應(yīng)分隔開(kāi)以免互相干擾，如在同一層則應(yīng)將兩種電路的地線系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的導(dǎo)線分開(kāi)布設(shè)，不同頻率的信號(hào)線中間應(yīng)布設(shè)接地線隔開(kāi)，避免發(fā)生串?dāng)_。為了測(cè)試方便，設(shè)計(jì)上應(yīng)設(shè)定必要的斷點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)。

• 電路元器件接地、接電源時(shí)走線要盡量短盡量近，以減少內(nèi)阻。

• 上下層走線應(yīng)互相垂直，以減少耦合，切忌上下層走線對(duì)齊或平行。

• 高速電路的多根I/O線以及差分放大器、平衡放大器等電路的IO線長(zhǎng)度應(yīng)相等，以避免產(chǎn)生不必要的延遲或相移。

• 焊盤(pán)與較大面積導(dǎo)電區(qū)相連接時(shí)，應(yīng)采用長(zhǎng)度不小于0.5mm的細(xì)導(dǎo)線進(jìn)行熱隔離，細(xì)導(dǎo)線寬度不小于0.13mm。

• 最靠近板的邊緣的導(dǎo)線，距離印制板邊緣的距離應(yīng)大于5mm，需要時(shí)接地線可以靠近板的邊緣。如果印制板加工過(guò)程中要插入導(dǎo)軌，則導(dǎo)線距板的邊緣至少要大于導(dǎo)軌槽深的距離。

• 雙面板上的公共電源線和接地線，盡量布設(shè)在靠近板的邊緣，并且分布在板的面。多層板可在內(nèi)層設(shè)置電源層和地線層，通過(guò)金屬化孔與各層的電源線和接地線連接，內(nèi)層大面積的導(dǎo)線和電源線、地線應(yīng)設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀，可提高多層板層間的結(jié)合力。

3、導(dǎo)線寬度

印制導(dǎo)線的寬度由導(dǎo)線的負(fù)載電流、允許的溫升和銅箔的附著力決定。一般印制板的導(dǎo)線寬度不小于0.2mm，厚度在18μm以上。導(dǎo)線越細(xì)其加工難度越大，所以在布線空間允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)選擇寬一些的導(dǎo)線，通常的設(shè)計(jì)原則如下:

• 信號(hào)線應(yīng)粗細(xì)一致，這樣有利于阻抗匹配，一般推薦線寬為0.2~0.3mm（812mil），而對(duì)于電源地線，則走線面積越大越好可以減少干擾。對(duì)高頻信號(hào)最好用地線屏蔽，可以提高傳輸效果。
  

• 在高速電路與微波電路中，規(guī)定了傳輸線的特性阻抗，此時(shí)導(dǎo)線的寬度和厚度應(yīng)滿足特性阻抗要求。

• 在大功率電路設(shè)計(jì)中，還應(yīng)考慮到電源密度此時(shí)應(yīng)考慮到線寬、厚度及線間的絕緣性能。若是內(nèi)層導(dǎo)體，允許的電流密度約為外層導(dǎo)體的一半。

4、印制導(dǎo)線間距

印制板表層導(dǎo)線間的絕緣電阻是由導(dǎo)線間距、相鄰導(dǎo)線平行段的長(zhǎng)度、絕緣介質(zhì)（包括基材和空氣）所決定的，在布線空間允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線間距。

5、元器件的選擇

元器件的選擇應(yīng)充分考慮到PCB實(shí)際面積的需要，盡可能選用常規(guī)元器件。不可盲目地追求小尺寸的元器件，以免增加成本，IC器件應(yīng)注意引腳形狀與腳間距，對(duì)小于0.5mm腳間距的QFP應(yīng)慎重考慮，不如直接選用BGA封裝的器件。此外，對(duì)元器件的包裝形式、端電極尺寸、可焊性、器件的可靠性、溫度的承受能力如能否適應(yīng)無(wú)鉛焊接的需要）都應(yīng)考慮到。

在選擇好元器件后，必須建立好元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，包括安裝尺寸、引腳尺寸和生產(chǎn)廠家等的有關(guān)資料。

6、PCB基材的選用

基材應(yīng)根據(jù)PCB的使用條件和機(jī)械、電氣性能要求來(lái)選擇；根據(jù)印制板結(jié)構(gòu)確定基材的覆銅箔面數(shù)（單面、雙面或多層板）；根據(jù)印制板的尺寸、單位面積承載元器件質(zhì)量，確定基材板的厚度。不同類型材料的成本相差很大，在選擇PCB基材時(shí)應(yīng)考慮下列因素:

• 電氣性能的要求；

• Tg、CTE、平整度等因素及孔金屬化的能力；

• 價(jià)格因素。

7、印制板的抗電磁干擾設(shè)計(jì)

對(duì)于外部的電磁干擾，可通過(guò)整機(jī)的屏蔽措施和改進(jìn)電路的抗干擾設(shè)計(jì)來(lái)解決。對(duì)PCB組裝件本身的電磁干擾，在進(jìn)行PCB布局、布線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)作以下考慮:

• 可能相互產(chǎn)生影響或干擾的元器件，在布局時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離或采取屏蔽措施。
  

• 不同頻率的信號(hào)線，不要相互靠近平行布線對(duì)高頻信號(hào)線，應(yīng)在其一側(cè)或兩側(cè)布設(shè)接地線進(jìn)行屏蔽。

• 對(duì)于高頻、高速電路，應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成雙面和多層印制板。雙面板的一面布設(shè)信號(hào)線，另一面可以設(shè)計(jì)成接地面；多層板中可把易受干擾的信號(hào)線布置在地線層或電源層之間；對(duì)于微波電路用的帶狀線，傳輸信號(hào)線必須布設(shè)在兩接地層之間，并對(duì)其間的介質(zhì)層厚度按需要進(jìn)行計(jì)算。

• 晶體管的基極印制線和高頻信號(hào)線應(yīng)盡量設(shè)計(jì)得短，減少信號(hào)傳輸時(shí)的電磁干擾或輻射。

• 不同頻率的元器件不共用同一條接地線，不同頻率的地線和電源線應(yīng)分開(kāi)布設(shè)。

• 數(shù)字電路與模擬電路不共用同一條地線在與印制板對(duì)外地線連接處可以有一個(gè)公共接點(diǎn)。

• 工作時(shí)電位差比較大的元器件或印制線，應(yīng)加大相互之間的距離。

8、PCB的散熱設(shè)計(jì)

隨著印制板上元器件組裝密度的提高，若不能及時(shí)有效地散熱，將會(huì)影響電路的工作參數(shù)，甚至熱量過(guò)大會(huì)使元器件失效，所以對(duì)印制板的散熱問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真考慮，一般采取以下措施:

• 加大印制板上與大功率元器件接地面的銅箔面積；

• 發(fā)熱量大的元器件不貼板安裝，或外加散熱器；

• 對(duì)多層板的內(nèi)層地線應(yīng)設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀并靠近板的邊緣；

• 選擇阻燃或耐熱型的板材。

9、PCB應(yīng)做成圓弧角

直角的PCB在傳送時(shí)容易產(chǎn)生卡板現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，要對(duì)板框做圓弧角處理，根據(jù)PCB尺寸的大小確定圓弧角的半徑。拼板和加有輔助邊的PCB在輔助邊上做圓弧角。