PCB设计布局及布线规则.pdf

### PCB设计布局及布线规则详解 #### 一、PCB设计布局规则 **1. 设置板框与关键元件定位** - **要点说明**：基于结构图设定PCB板的具体尺寸，并固定安装孔、接插件等需要精确位置的元件。这些元件在布局阶段被视为不可移动对象，并按照工艺设计要求进行尺寸标注。 **2. 禁止布线与布局区域** - **要点说明**：根据结构图和加工需求设定禁止布线区和禁止布局区域，以确保关键元件的位置不受干扰，并满足特定元件的特殊要求。 **3. 加工流程的选择** - **要点说明**：根据PCB的功能和制造效率选择最优的加工流程。通常推荐的顺序包括单面贴装、混合贴插装（元件面贴装+焊接面插装一次波峰成型）、双面贴装以及复杂的混合贴插装。这种排序可以最大限度地减少制造成本并提高可靠性。 **4. 布局基本原则** - **要点说明**：遵循“先大后小、先难后易”的原则进行布局，优先考虑重要的单元电路和核心元器件。同时，布局应参考原理框图，确保主要元器件之间的信号流向清晰顺畅。 - **具体要求**： - 总连线长度尽可能短，尤其是关键信号线。 - 高电压、大电流信号与小电流、低电压信号分离。 - 模拟信号与数字信号分离。 - 高频信号与低频信号分离，且高频元器件之间保持足够距离。 - 对称布局，以优化版面美观度。 - 考虑到加工方便性，设置适当的布局栅格。 **5. 元件排列规则** - **要点说明**：同类型插装元器件应在X或Y方向上保持一致的方向。同样，具有极性的元件也要在X或Y方向上保持一致性，便于生产过程中的检测。 **6. 发热元件的处理** - **要点说明**：发热元件应均匀分布以促进散热，并且温度敏感器件应远离发热元件。 **7. 调试与维修考虑** - **要点说明**：元件布局要考虑后期调试和维修的需求，确保有足够的空间进行操作。 **8. 波峰焊工艺适应性** - **要点说明**：对于需要采用波峰焊工艺的PCB，应确保所有紧固件安装孔和定位孔为非金属化孔。此外，还需要考虑元件的安装方向以适应波峰焊的传送方向。 **9. BGA与其它元件间距** - **要点说明**：BGA与相邻元件之间的距离至少为5mm，其他贴片元件相互间的距离应大于0.7mm，以确保足够的空间和良好的散热。 **10. IC去耦电容布局** - **要点说明**：IC去耦电容应尽量靠近IC的电源管脚，形成最小的电源回路，以降低噪声和提高电源稳定性。 **11. 电源分隔** - **要点说明**：使用同一电源的元件尽量集中在一起，便于后续进行电源分隔设计。 **12. 匹配电阻与电容的布局** - **要点说明**：匹配电阻应靠近信号的驱动端，而匹配电容则应靠近信号的终端。对于多负载的终端匹配，应在信号的最远端进行匹配。 **13. 打印装配图进行校验** - **要点说明**：完成布局后，打印出装配图供原理图设计者检查器件封装是否正确，并确认单板、背板和接插件之间的信号对应关系。 #### 二、PCB布线规则 **1. SMD器件间距** - **要点说明**：SMD器件相互间的最小间距应大于0.7mm。 **2. SMD与THD器件间距** - **要点说明**：SMD器件焊盘外侧与相邻THD（通孔）元件的外侧边缘距离应大于2mm。 **3. 地线回路规则** - **要点说明**：信号线与地线形成的环路面积越小，电磁干扰越小。在多层板设计中，通过地平面填充、增加过孔等方式优化地线回路。 **4. 串扰控制** - **要点说明**：串扰是由于PCB上不同网络之间长的平行布线引起的干扰。为减轻串扰，可增大平行布线间的间距、在平行线间插入接地隔离线或减小布线层与地平面之间的距离。 **5. 屏蔽保护** - **要点说明**：对于重要信号如时钟信号，可通过地线隔离减少干扰。对于频率特别高的信号，采用铜轴电缆屏蔽结构，确保屏蔽地与实际地平面的有效连接。 **6. 走线方向控制** - **要点说明**：相邻层的走线方向应呈正交结构，避免在同一方向上布置不同的信号线，以减少潜在的信号干扰问题。 以上布局和布线规则的综合应用可以显著提高PCB的设计质量，确保电路板在实际应用中的稳定性和可靠性。