第一篇 PCB layout 在PCB設計中，佈線是完成產品設計的重要步驟，可以說前面的準備工作都是為它而做的， 在整個PCB中，以佈線的設計過程限定最高，技巧最細、工作量最大。 PCB佈線有單面佈線、 雙面佈線及多層佈線。佈線的方式也有兩種：自動佈線及交互式佈線，在自動佈線之前， 可以用交互式預先對要求比較嚴格的線進行佈線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行， 以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離，兩相鄰層的佈線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。 自動佈線的布通率，依賴於良好的佈局，佈線規則可以預先設定， 包括走線的彎曲次數、導通孔的數目、步進的數目等。一般先進行自動佈局，快速地把短線連通， 然後進行細部配線，最後把要布的連線進行全局的佈線路徑優化，它可以根據需要斷開已布的線。並試著重新再佈線，以改進總體效果。 對目前高密度的PCB設計已感覺到貫通孔不太適應了， 它浪費了許多寶貴的佈線通道，為解決這一矛盾，出現了盲孔和埋孔技術，它不僅完成了導通孔的作用， 還省出許多佈線通道使佈線過程完成得更加方便，更加流暢，更為完善，PCB 板的設計過程是一個複雜而又簡單的過程，要想很好地掌握它，還需廣大電子工程設計人員大量的累積實作經驗， 才能得到其中的真諦。 1 電源、地線的處理 既使在整個PCB板中的佈線完成得都很好，但由於電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會使產品的性能下降，有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、 地線的佈線要認真對待，把電、地線所產生的雜訊干擾降到最低限度，以保證產品的質量。 對每個從事電子產品設計的工程人員來說都明白地線與電源線之間雜訊所產生的原因， 現只對降低式抑制雜訊作以表述： （1）、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。 （2）、盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關係是：地線＞電源線＞信號線，通常信號線寬為：0.2～0.3mm,最經細寬度可達0.05～0.07mm,電源線為1.2～2.5 mm 對數位電路的PCB可用寬的地導線組成一個迴路, 即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用) （3）、用大面積銅層作地線用,在印製板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各佔用一層。 2 數位電路與模擬電路的共地處理 現在有許多PCB不再是單一功能電路（數位或模擬電路），而是由數位電路和模擬電路混合構成的。因此在佈線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的雜訊干擾。 數位電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整人PCB對外界只有一個結點，所以必須在PCB內部進行處理數、模共地的問題，而在板內部數位地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的接口處（如插頭等）。數位地與模擬地有一點短接，請注意，只有一個連接點。也有在PCB上不共地的，這由系統設計來決定。 3 信號線佈在電（地）層上 在多層印製板佈線時，由於在信號線層沒有布完的線剩下已經不多，再多加層數就會造成浪費也會給生產增加一定的工作量，成本也相應增加了，為解決這個矛盾，可以考慮在電（地）層上進行佈線。首先應考慮用電源層，其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。 4 大面積導體中連接地的處理 在大面積的接地（電）中，常用元器件的pin與其連接，對連接地的處理需要進行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件pin的焊盤與銅面滿接為好，但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如： ①焊接需要大功率加熱器。 ②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與規格需要，做成十字焊盤，稱之為熱隔離（heat shield）俗稱熱焊盤（Thermal），這樣，可使在焊接時因截面過分散熱而產生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電（地）層pin的處理相同。 5 佈線中網絡系統的作用 在許多佈線是依據網絡系統決定的。網格過密，通路雖然有所增加，但單位格太小，圖的數據量過大，這必然對設備的存貯空間有更高的要求，同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無效的，如被元件pin的焊盤佔用的或被安裝孔、定們孔所佔用的等。網格過疏，通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密合理的網格系統來支持佈線的進行。 標準元器件兩pin之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小於0.1英寸的整倍數，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。 6 設計規則檢查 佈線設計完成後，需認真檢查佈線設計是否符合設計者所製定的規則，同時也需確認所製定的規則是否符合印製板生產規格的需求，一般檢查有如下幾個方面： （1） 線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。 （2）電源線和地線的寬度是否合適，電源與地線之間是否緊耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。 （3）對於關鍵的信號線是否採取了最佳措施，如長度最短，加保護線，輸入線及輸出線被明顯地分開。 （4）模擬電路和數位電路部分，是否有各自獨立的地線。 （5）後加在PCB中的圖形（如圖標、注標）是否會造成信號短路。 （6）對一些不理想的線形進行修改。 （7）阻抗是否符合生產的要求，阻抗匹配是否合適，字符標誌是否壓在器件焊盤上，等等。 （8）多層板中的電源地層的外框邊緣是否太小，如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。 |
