今天給大家分享：工程師必須知道的 12 個(gè)PCB設(shè)計(jì)原則

1、控制走線長(zhǎng)度

控制走線的長(zhǎng)度，顧名思義，就是短走線的規(guī)則，PCB 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制走線長(zhǎng)度盡可能短，以免因走線過(guò)長(zhǎng)而引入不必要的干擾。特別是對(duì)于一些重要的信號(hào)線，例如時(shí)鐘信號(hào)走線，一定要將其振蕩器放置得離器件非常近。在驅(qū)動(dòng)多個(gè)設(shè)備的情況下，應(yīng)根據(jù)具體情況確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/span>

控制走線長(zhǎng)度

2、盡量避免形成自環(huán)走線

PCB 設(shè)計(jì)時(shí)，要注意信號(hào)線在不同層間形成自環(huán)路，特別是在多層板布線時(shí)，信號(hào)線在層間走線，形成自環(huán)路的機(jī)會(huì)較大，自環(huán)路會(huì)造成輻射干擾。

盡量避免形成自環(huán)走線

3、最小接地環(huán)路原則

接地環(huán)路最小規(guī)則，即信號(hào)線及其環(huán)路形成盡可能小的環(huán)路面積，環(huán)路面積越小，對(duì)外輻射越少，受到外界的干擾也越少。對(duì)于這個(gè)規(guī)則，在地平面劃分時(shí)，要考慮到地平面和重要信號(hào)線的分布，防止地平面開(kāi)槽等帶來(lái)的問(wèn)題。在雙層板設(shè)計(jì)中，在為電源留出足夠空間的情況下，留下的部分應(yīng)填充參考地，并添加一些必要的過(guò)孔以有效連接兩側(cè)信號(hào)，盡量使用地隔離對(duì)于一些關(guān)鍵信號(hào)，對(duì)于一些頻率較高的設(shè)計(jì)，需要特別考慮其地平面信號(hào)環(huán)路問(wèn)題，建議采用多層板為宜。

最小接地環(huán)路原則

4、高速信號(hào)屏蔽設(shè)計(jì)

相應(yīng)的接地環(huán)路規(guī)則，其實(shí)也是為了盡量減少信號(hào)環(huán)路面積，多用于一些比較重要的信號(hào)，比如時(shí)鐘信號(hào)、同步信號(hào)。對(duì)于一些特別重要、特別高頻的信號(hào)，應(yīng)考慮采用銅軸電纜的屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即布上的線上下左右與地線隔離，同時(shí)還要考慮如何有效地讓屏蔽層接地并與地線隔離。實(shí)際地平面有效結(jié)合。

高速信號(hào)屏蔽設(shè)計(jì)

5、避免“天線效應(yīng)”

一般不允許一端懸空布線，主要是為了避免“天線效應(yīng)”，減少不必要的干擾輻射和接收，否則，可能會(huì)帶來(lái)不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。

6、倒角規(guī)則

PCB 設(shè)計(jì)應(yīng)避免產(chǎn)生尖角和直角，產(chǎn)生不必要的輻射，同時(shí)工藝性能也不好。所有線與線的角度應(yīng)≥135°。

倒角規(guī)則

7、避免不同電源層重疊

不同電源層在空間上要避免重疊，主要是為了減少不同電源之間的干擾，特別是一些電壓差異很大的電源之間，電源平面重疊的問(wèn)題必須盡量避免，難以避免時(shí)可以考慮間隔地面層。

避免不同電源層重疊

8、避免過(guò)孔距離 SMT焊盤(pán)太近

如果過(guò)孔沒(méi)有油塞孔，在布局時(shí)很容易將過(guò)孔打的太靠近SMT焊盤(pán)，這會(huì)導(dǎo)致 SMT 焊盤(pán)回流時(shí)焊料通過(guò)過(guò)孔流到 PCB 的另一面，造成SMT焊料不足導(dǎo)致虛焊等問(wèn)題。一般建議過(guò)孔邊緣與 SMT 焊盤(pán)的距離大于 25mil，并在過(guò)孔上涂油。

9、不要將比 SMT 焊盤(pán)寬的走線直接拉入焊盤(pán)中

如果走線比焊盤(pán)大的話，SMT焊盤(pán)的窗口面積一般會(huì)擴(kuò)大超過(guò)焊盤(pán)的尺寸，這就會(huì)導(dǎo)致原來(lái) SMT 焊盤(pán)窗口的露銅部分在走線上擴(kuò)大，這意味著，如果回流焊時(shí)焊盤(pán)上的焊錫膏稍微不足，就會(huì)存在虛焊風(fēng)險(xiǎn)，如下所示：

不要將比 SMT 焊盤(pán)寬的走線直接拉入焊盤(pán)中另外，使用比焊盤(pán)大或者比焊盤(pán)稍小的走線也可以避免焊接時(shí)散熱過(guò)度的問(wèn)題。

10、不要將元件放置得太靠近板邊緣

在 PCB 的組裝和焊接階段，PCB 會(huì)在各個(gè)工藝區(qū)域來(lái)回傳送，比如錫膏，傳送到貼片機(jī)，然后傳送到回流焊機(jī)進(jìn)行焊接，所以我們在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)，板上必須至少有一對(duì)面在另一面為傳送帶留出足夠的空間，即工藝邊。工藝邊的寬度不小于3mm，長(zhǎng)度不小于50mm。工藝邊的范圍內(nèi)元件和引線之間不能有干擾，否則會(huì)影響 PCB 板的正常傳輸。如果 PCB 板的布局不能滿足，可以采用單獨(dú)增加 3mm工藝邊或面板的方法。（注：SMT元件不可能在工藝板兩側(cè)距離板邊 5mm 以內(nèi)放置，這樣方便回流焊。）當(dāng)然，如果你的 PCB 上的元件是手工焊接的，你就不需要通過(guò)傳送帶時(shí)，可以忽略。

不要將元件放置得太靠近板邊緣如果采用拼版，元件應(yīng)與 V 形切口或郵票孔的邊緣保持安全距離，以避免在板分離過(guò)程中損壞元件或?qū)副P(pán)造成應(yīng)力損壞。對(duì)于需要機(jī)器自動(dòng)分板的 PCB，要求 V-CUT 線兩側(cè)（Top和Bottom面）各保留不少于1mm的器件禁區(qū)，以避免自動(dòng)分板時(shí)損壞器件。

V-CUT 線兩側(cè)（Top和Bottom面）各保留不少于1mm的器件禁區(qū)同時(shí)，還需要考慮自動(dòng)分板機(jī)刀片的結(jié)構(gòu)。距單板登機(jī)區(qū) 5mm 范圍內(nèi)，不允許布放高度高于 25mm 的器件。

自動(dòng)分板機(jī)刀片：不允許布放高度高于 25mm 的器件采用 V-CUT 設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮以上兩項(xiàng)，以較嚴(yán)格者為準(zhǔn)。確保V-CUT過(guò)程中不會(huì)損壞元件，并且方便 PCB 分離。如果拼版通過(guò)郵票孔連接，則組件距離郵票孔板邊緣應(yīng)大于 100mil。

組件距離郵票孔板邊緣應(yīng)大于 100mil

11、阻焊開(kāi)窗尺寸盡量保持統(tǒng)一

我們知道 PCB 封裝焊盤(pán)需要在阻焊層中開(kāi)孔。阻焊開(kāi)口意味著焊盤(pán)區(qū)域不能被綠色阻焊覆蓋。為了保護(hù)PCB電路在焊接時(shí)不被氧化和短路，我們的 PCB 外層通常會(huì)覆蓋一層阻焊層。常用的阻焊劑是綠油（當(dāng)然也有黑、紅、黃、藍(lán)等油）。但焊盤(pán)上不能涂綠油，以免焊上錫。為了避免阻焊層因工藝公差而作用在焊盤(pán)上，從而影響焊盤(pán)的可焊性，我們一般會(huì)設(shè)計(jì)比焊盤(pán)更大的阻焊層開(kāi)口面積，一般擴(kuò)大0.1毫米（4mil），當(dāng)然也可以不擴(kuò)大，使阻焊開(kāi)口面積與焊盤(pán)尺寸相同，工廠統(tǒng)一為你處理。但這要求在制作 PCB 封裝時(shí)，阻焊開(kāi)口的尺寸必須相同，例如與焊盤(pán)尺寸一樣大，或者比焊盤(pán)尺寸大0.1mm。如果有一些外部膨脹0.05mm的和一些0.1mm的外擴(kuò)，工廠處理起來(lái)會(huì)比較困難。

阻焊開(kāi)窗尺寸盡量保持統(tǒng)一

12、減少 EMI 干擾

每個(gè) PCB 都可能受到 EMI 的影響或成為干擾源。作為工程設(shè)計(jì)，在在進(jìn)行PCB 布局時(shí)需要非常注意：增加高頻走線與低頻或模擬走線之間的間隙。最大限度地減少高速信號(hào)的返回路徑并確保它們不會(huì)跨越分割平面。較小的電流環(huán)路可降低 EMI 輻射的強(qiáng)度。高速差分信號(hào)應(yīng)并排走線且長(zhǎng)度相等，否則會(huì)抵消差分對(duì)的噪聲抑制特性。避免在高速走線上使用過(guò)孔，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)導(dǎo)致 EMI 發(fā)射。免責(zé)聲明：本文來(lái)源頭條百芯EMA，版權(quán)歸原作者所有，如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系，謝謝！

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