PCB布線技巧分享

今天主要給大家簡單介紹一下：PCB 布線、PCB布線技巧。

1、手動布線還是自動布線

2、了解制造商的規(guī)格

3、合適的走線寬度

4、跡線之間留出足夠的空間

5、元器件放置

6、保持模擬和數(shù)字走線分開

7、接地層

8、走線和安裝孔留有足夠的空間

9、交替走線方向

10、避免電容耦合

11、放置散熱孔和焊盤

12、接地和電源走線

13、利用絲印層

14、避免 90°

一、盡可能手動布線

通常來說，一般 PCB 設(shè)計軟件都包含自動布線的功能，但實際上，沒有一個自動布線可以完全取代 PCB Layout 工程師的技能、經(jīng)驗和靈活性。(手動給 PCB Layout 工程師點贊)在某些情況下，你可以使用自動布線：

放置完所有的組件后，你可以使用自動布線工作檢查你的完成率，如果低于 85%，就需要調(diào)整你的組件放置。

布線時，瓶頸和其他關(guān)鍵連接點可能從裂縫中脫落，可以使用自動路由功能進行識別。

當(dāng)你不知道怎么開始布線或者遇到困難，可以使用自動布線作為靈感來源。

總而言之，布線既是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)，建議盡可能手動布線，以確保準確性和可靠性。

二、了解制造商的規(guī)格

在你開始鋪設(shè)銅跡線時，先花時間問問你的制造商，看制造商是否對最小跡線寬度、跡線間距以及他們可以組裝的 PCB 層數(shù)有要求。預(yù)先了解這些信息，你可以在設(shè)計規(guī)則中設(shè)置走線寬度和間距值，避免重新布線整個 PCB 布局。

三、選擇合適的走線寬度

走線的幾何形狀（厚度和寬度）可以確保電路在所有環(huán)境和負載條件下正常工作。PCB 的走線用于傳輸電信號，因此必須具有與通過它們的電流兼容的寬度。PCB Layout 工程師 必須確定每條走線的最小寬度，以避免電路板過熱的危險；該參數(shù)直接影響布線過程，因為它減少了 PCB 上的可用空間。如果可用空間不是問題，建議使用寬度大于最小值的走線，從而提高電路板的熱管理和可靠性，外層上的走線可實現(xiàn)更好的熱交換，因此可能具有更小的寬度。

走線寬度

四、走線和焊盤之間留出足夠的空間

在PCB 走線和焊盤之間保留足夠的空間至關(guān)重要（如下所示），這可以避免在 PCB 制造或者組裝階段發(fā)生短路。一般來說，建議在每條相鄰走線和焊盤之間留出適當(dāng)?shù)拈g隙，它們周圍必須始終有足夠的空間，沒有走線或焊盤，以避免觸電的風(fēng)險。

走線的距離和厚度

五、PCB 元器件放置

元器件的放置方式?jīng)Q定了PCB 設(shè)計是否成功。要正確放置元器件，就必須要充分了解它們的特性。 例如，熱敏電解電容必須遠離發(fā)熱二極管、電阻和電感。 以下列出簡單的經(jīng)驗法則：

必須要注意具有多引腳的組件，因為這些組件占有的空間很大。

保持組件放置在相同的方向

在放置之前考慮每個組件的功能及其與其他組件的關(guān)系。

如果組件已經(jīng)采購，那么建議按照尺寸在紙上打印布局，并查看組件是否合適。

PCB 元器件放置圖

六、保持模擬和數(shù)字走線分開

承載數(shù)字信號的PCB 走線，尤其是高頻信號，必須與承載模擬信號的走線分開。數(shù)字信號（例如地址或者數(shù)據(jù)總線）通常在平行走線上傳輸，在信號之間可能會產(chǎn)生電容耦合和干擾的風(fēng)險。 這就會涉及到噪聲的產(chǎn)生，通常來說如果在不改變 PCB 的情況通常難以解決這個問題，因此建議使高頻數(shù)字走線遠離你不希望受到噪聲影響的走線。

保持模擬和數(shù)字走線分開

七、注意接地層

每個 PCB 至少需要一個接地層，因為它為所有走線提供了相同的參考點來測量電壓。相反，如果你選擇將每條單獨的走線布線到地而不是地平面，你將會得到無數(shù)不同的接地連接，并且每個都有自己的電阻和電壓降。最簡單和最線性的解決方案是創(chuàng)建一個堅固的接地層，可以是整個銅區(qū)域，在多層板的情況下甚至可以是整個層。在傳輸信號的走線下放置一個接地層有助于降低其阻抗并提高抗噪能力，建議是將電源和接地層放置在電路板的最內(nèi)層，使它們保持對稱和居中，這樣可以防止PCB 彎曲。

實心地平面，以純紅色顯示，所有孔都可以輕松連接

八、走線和安裝孔留有足夠的空間

在你放置組件的過程中，你首先應(yīng)該放置了所有的插件，那你是否在其他組件和將它們連接在一起的所有走線之間留出足夠的空間？ 如果沒有這么做的話，那么 PCB 上可能會產(chǎn)生電擊危險，并且依靠阻焊層作為唯一的絕緣體并不能保證安全。在使用插件時，要記住在安裝孔的物理尺寸之外留出一圈空間，以保護它免受附近其他組件和走線的影響。

使走線和組件遠離安裝孔以避免觸電危險

九、交替走線方向

大家應(yīng)該都知道，組件之間的連接應(yīng)盡可能是短且直的走線。如果一個層的大部分走線遵循某一個方向（例如水平），那么優(yōu)先選擇與其相鄰的走線的垂直方向（例如垂直），這可以減少軌道之間的串?dāng)_現(xiàn)象。

兼容的 Arduino Mega 2560 板

十、避免電容耦合

為了減少由放置在大型接地平面上方和下方的走線產(chǎn)生的電容耦合，必須確保分配給電源和模擬信號的走線布置在專用層上。去耦電容是比較堅固但相對便宜的組件，通常都會存在，并且對電源線進行去耦并且補償組件容差。去耦電容的走線應(yīng)該非常短，并且盡可能靠近組件的電源端子。

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縮短走線以減少電容耦合

十一、放置散熱孔和焊盤

為了改善熱管理，建議在通孔元件上使用導(dǎo)熱墊從而簡化焊接過程并且改善散熱。建議在走線或孔連接到接地層或電源層時插入導(dǎo)熱墊。散熱孔也非常重要，不僅能夠提供層之間的電氣連接，而且還能夠?qū)崃繌淖顭峤M件傳遞到外部。通過在芯片封裝下放置散熱通孔，可以降低組件的工作溫度，從而提高電路的可靠性和耐用性。 如果需要將熱量從一個超級功率組件（如集成電路 (IC)）中導(dǎo)出，通過在 IC 管芯下方放置多個過孔，將能夠降低組件的工作溫度，使設(shè)計看起來更加可靠。

在集成電路芯片下方使用一組過孔將熱量從電路板的一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)

十二、接地和電源走線

與電源和接地信號相關(guān)的走線要比承載數(shù)字或者模擬信號的走線粗，這可以使它們能夠承載更大的電流，即：通過簡單的目視檢查也可以輕松識別，從而降低信號和電源線之間連接錯誤的可能性。 一個常見的規(guī)則是對接地和電源走線使用 0.040 英寸寬度，對所有其他走線使用 0.025 英寸寬度。 如果你不讓電源和接地走線比平均寬度更寬，那么大量的熱量試圖流過那些狹窄的空間，可能最終會燒到電線，并且燒壞掉 PCB 板。

與連接到集成電路的所有信號走線相比，你可以看到 +5V 電源走線的寬度更大。

十三、利用絲印層

PCB 板附帶的絲印層可以用于標(biāo)記你想要標(biāo)記的信息。

不要用太多的文字，占空間。

不需要寫下所有可用的信息，例如，絕對不需要標(biāo)注電阻值。

如果允許，文本可以大點，這樣打印出來也比較清晰。

不要在要焊接的裸露銅焊盤上貼標(biāo)簽，因為墨水可能會阻礙焊料的流動，從而導(dǎo)致接頭不良。

十四、避免 90°角

通常的工程師應(yīng)該都知道銳角和直角曲線在高頻下會產(chǎn)生問題，從而產(chǎn)生不連續(xù)性，進而通過增加串?dāng)_、輻射和反射來損害信號完整性。 在下圖中可以看到，幾條走線中，直角已經(jīng)被兩個 45° 給代替了。

一種避免直角的方法 如果你是工程師的話，應(yīng)該會經(jīng)常聽到，不要使用 90°的角，當(dāng)你的電路板上有一堆尖銳直角的走線時，90°的外角可能被蝕刻得比你標(biāo)準走線寬度更窄，這樣極有可能導(dǎo)致 PCB 短路。

走線角度走線貫穿整個PCB 和組件周圍，最佳角度是45°。

審核編輯：湯梓紅