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PCB布線規(guī)則2
連線精簡(jiǎn)原則
連線要精簡(jiǎn),，盡可能短，盡量少拐彎,，力求線條簡(jiǎn)單明了,，特別是在高頻回路中，當(dāng)然為了達(dá)到阻抗匹配而需要進(jìn)行特殊延長的線就例外了,，例如蛇行走線等,。安全載流原則銅線的寬度應(yīng)以自己所能承載的電流為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，銅線的載流能力取決于以下因素：線寬,、線厚（銅鉑厚度）,、允許溫升等，下表給出了銅導(dǎo)線的寬度和導(dǎo)線面積以及導(dǎo)電電流的關(guān)系（軍品標(biāo)準(zhǔn)），可以根據(jù)這個(gè)基本的關(guān)系對(duì)導(dǎo)線寬度進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤],。印制導(dǎo)線最大允許工作電（導(dǎo)線厚50um,，允許溫升10℃）
導(dǎo)線寬度（Mil） 導(dǎo)線電流（A）
10 1
15 1.2
20 1.3
25 1.7
30 1.9
50 2.6
75 3.5
100 4.2
200 7.0
250 8.3
相關(guān)的計(jì)算公式為：
I=KT0.44A0.75
其中:
K 為修正系數(shù)，一般覆銅線在內(nèi)層時(shí)取0.024,，在外層時(shí)取0.048,；
T 為最大溫升，單位為℃;
A 為覆銅線的截面積,，單位為mil（不是mm,，注意）；
I 為允許的最大電流,，單位是A,。
電磁抗干擾原則
電磁抗干擾原則涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多，例如銅膜線的拐彎處應(yīng)為圓角或斜角（因?yàn)楦哳l時(shí)直角或者尖角的拐彎會(huì)影響電氣性能）雙面板兩面的導(dǎo)線應(yīng)互相垂直,、斜交或者彎曲走線,，盡量避免平行走線，減小寄生耦合等,。
一,、 通常一個(gè)電子系統(tǒng)中有各種不同的地線，如數(shù)字地,、邏輯地,、系統(tǒng)地、機(jī)殼地等,，地線的設(shè)計(jì)原則如下：
1,、 正確的單點(diǎn)和多點(diǎn)接地在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHZ,，它的布線和器件間的電感影響較小,，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地,。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHZ 時(shí),，如果采用一點(diǎn)接地，其地線的長度不應(yīng)超過波長的1/20,，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法,。
2、 數(shù)字地與模擬地分開
若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,，應(yīng)盡量使它們分開,。一般數(shù)字電路的抗干擾能力比較強(qiáng)，例如TTL 電路的噪聲容限為0.4~0.6V,，CMOS 電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45 倍，而模擬電路只要有很小的噪聲就足以使其工作不正常,，所以這兩類電路應(yīng)該分開布局布線,。
3,、 接地線應(yīng)盡量加粗
若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位會(huì)隨電流的變化而變化,，使抗噪性能降低,。因此應(yīng)將地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流,。如有可能接地線應(yīng)在2~3mm 以上,。
4、 接地線構(gòu)成閉環(huán)路
只由數(shù)字電路組成的印制板,，其接地電路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力,。因?yàn)榄h(huán)形地線可以減小接地電阻，從而減小接地電位差,。
二,、 配置退藕電容
PCB 設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印刷板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荩伺弘娙莸囊话闩渲迷瓌t是： 電源的輸入端跨接10~100uf 的電解電器,，如果印制電路板的位置允許,，采用100uf 以上的電解電容器抗干擾效果會(huì)更好。
原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01uf~`0.1uf 的瓷片電容,，如遇印制板空隙不夠,，可每4~8 個(gè)芯片布置一個(gè)1~10uf 的鉭電容（最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的,，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電感,，最好使用鉭電容或聚碳酸醞電容）。
對(duì)于抗噪能力弱,、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件,，如RAM、ROM 存儲(chǔ)器件,，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容,。
電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線,。
三,、 過孔設(shè)計(jì)
在高速PCB 設(shè)計(jì)中，看似簡(jiǎn)單的過孔也往往會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來很大的負(fù)面效應(yīng),，為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,，在設(shè)計(jì)中可以盡量做到：
從成本和信號(hào)質(zhì)量兩方面來考慮，選擇合理尺寸的過孔大小,。例如對(duì)6- 10 層的內(nèi)存模塊PCB 設(shè)計(jì)來說,，選用10/20mil（鉆孔/焊盤）的過孔較好，對(duì)于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil 的過孔,。在目前技術(shù)條件下,，很難使用更小尺寸的過孔了（當(dāng)孔的深度超過鉆孔直徑的6 倍時(shí)，就無法保證孔壁能均勻鍍銅）,；對(duì)于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,，以減小阻抗。 使用較薄的PCB 板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù),。
PCB 板上的信號(hào)走線盡量不換層,，即盡量不要使用不必要的過孔。
電源和地的管腳要就近打過孔,，過孔和管腳之間的引線越短越好,。
在信號(hào)換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號(hào)提供最近的回路,。甚至可以在PCB 板上大量放置一些多余的接地過孔,。
四、 降低噪聲與電磁干擾的一些經(jīng)驗(yàn)
能用低速芯片就不用高速的,，高速芯片用在關(guān)鍵地方,。
可用串一個(gè)電阻的方法，降低控制電路上下沿跳變速率,。
盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼,，如RC 設(shè)置電流阻尼。
使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率時(shí)鐘,。
時(shí)鐘應(yīng)盡量靠近到用該時(shí)鐘的器件,，石英晶體振蕩器的外殼要接地。
用地線將時(shí)鐘區(qū)圈起來,，時(shí)鐘線盡量短,。
石英晶體下面以及對(duì)噪聲敏感的器件下面不要走線。
時(shí)鐘,、總線,、片選信號(hào)要遠(yuǎn)離I/O 線和接插件。
時(shí)鐘線垂直于I/O 線比平行于I/O 線干擾小,。 I/O 驅(qū)動(dòng)電路盡量靠近PCB 板邊,，讓其盡快離開PCB。對(duì)進(jìn)入PCB 的信號(hào)要加濾波,，從高噪聲區(qū)來信號(hào)也要加濾波,，同時(shí)用串終端電阻的辦法，減小信號(hào)反射,。
MCU 無用端要接高,，或接地,，或定義成輸出端，集成電路上該接電源,、地的端都要接,，不要懸空。
閑置不用的門電路輸入端不要懸空,，閑置不用的運(yùn)放正輸入端接地，負(fù)輸入端接輸出端,。
印制板盡量使用45 折線而不用90 折線布線,，以減小高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射與耦合。
印制板按頻率和電流開關(guān)特性分區(qū),，噪聲元件與非噪聲元件呀距離再遠(yuǎn)一些,。
單面板和雙面板用單點(diǎn)接電源和單點(diǎn)接地、電源線,、地線盡量粗,。
模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠(yuǎn)離數(shù)字電路信號(hào)線,，特別是時(shí)鐘,。
對(duì)A/D 類器件，數(shù)字部分與模擬部分不要交叉,。
元件引腳盡量短,，去藕電容引腳盡量短。
關(guān)鍵的線要盡量粗,，并在兩邊加上保護(hù)地,，高速線要短要直。
對(duì)噪聲敏感的線不要與大電流,，高速開關(guān)線并行,。
弱信號(hào)電路，低頻電路周圍不要形成電流環(huán)路,。
任何信號(hào)都不要形成環(huán)路,，如不可避免，讓環(huán)路區(qū)盡量小,。 每個(gè)集成電路有一個(gè)去藕電容,。每個(gè)電解電容邊上都要加一個(gè)小的高頻旁路電容。
用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容做電路充放電儲(chǔ)能電容,，使用管狀電容時(shí),，外殼要接地。對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線要設(shè)置包地,，可以有效地抑制串?dāng)_,。
信號(hào)在印刷板上傳輸,，其延遲時(shí)間不應(yīng)大于所有器件的標(biāo)稱延遲時(shí)間。環(huán)境效應(yīng)原則要注意所應(yīng)用的環(huán)境,，例如在一個(gè)振動(dòng)或者其他容易使板子變形的環(huán)境中采用過細(xì)的銅膜導(dǎo)線很容易起皮拉斷等,。
安全工作原則
要保證安全工作，例如要保證兩線最小間距要承受所加電壓峰值,，高壓線應(yīng)圓滑,，不得有尖銳的倒角，否則容易造成板路擊穿等,。組裝方便,、規(guī)范原則走線設(shè)計(jì)要考慮組裝是否方便，例如印制板上有大面積地線和電源線區(qū)時(shí)（面積超過50平方毫米）,，應(yīng)局部開窗口以方便腐蝕等,。此外還要考慮組裝規(guī)范設(shè)計(jì)，例如元件的焊接點(diǎn)用焊盤來表示,，這些焊盤（包括過孔）均會(huì)自動(dòng)不上阻焊油,，但是如用填充塊當(dāng)表貼焊盤或用線段當(dāng)金手指插頭，而又不做特別處理,，（在阻焊層畫出無阻焊油的區(qū)域）,，阻焊油將掩蓋這些焊盤和金手指，容易造成誤解性錯(cuò)誤,；SMD 器件的引腳與大面積覆銅連接時(shí),，要進(jìn)行熱隔離處理，一般是做一個(gè)Track 到銅箔,，以防止受熱不均造成的應(yīng)力集中而導(dǎo)致虛焊,；PCB上如果有Φ12 或方形12mm 以上的過孔時(shí)，必須做一個(gè)孔蓋,，以防止焊錫流出等,。
經(jīng)濟(jì)原則
遵循該原則要求設(shè)計(jì)者要對(duì)加工，組裝的工藝有足夠的認(rèn)識(shí)和了解,，例如5mil 的線做腐蝕要比8mil 難,，所以價(jià)格要高，過孔越小越貴等
熱效應(yīng)原則
在印制板設(shè)計(jì)時(shí)可考慮用以下幾種方法：均勻分布熱負(fù)載,、給零件裝散熱器,，局部或全局強(qiáng)迫風(fēng)冷。從有利于散熱的角度出發(fā),，印制板最好是直立安裝,，板與板的距離一般不應(yīng)小于2cm，而且器件在印制板上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則：同一印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件（如小信號(hào)晶體管,、小規(guī)模集成電路,、電解電容等）放在冷卻氣流的最上（入口處），發(fā)熱量大或耐熱性好的器件（如功率晶體管,、大規(guī)模集成電路等）放在冷卻氣流最下,。在水平方向上，大功率器件盡量靠近印刷板的邊沿布置,，以便縮短傳熱路徑,；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印刷板上方布置,，以便減少這些器件在工作時(shí)對(duì)其他器件溫度的影響,。對(duì)溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域（如設(shè)備的底部），千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方,，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng),，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要研究空氣流動(dòng)的路徑,，合理配置器件或印制電路板。采用合理的器件排列方式,，可以有效地降低印制電路的溫升,。此外通過降額使用，做等溫處理等方法也是熱設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的手段,。 |
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