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、控制走線長度

　　控制走線的長度，顧名思義，就是短走線的規(guī)則，PCB 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制走線長度盡可能短，以免因走線過長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?/p>

　　控制走線長度

　　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，防止地平面開槽等帶來的問題。

　　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)帶來不可預(yù)測的結(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、避免過孔距離 SMT焊盤太近

　　如果過孔沒有油塞孔，在布局時(shí)很容易將過孔打的太靠近SMT焊盤，這會(huì)導(dǎo)致 SMT 焊盤回流時(shí)焊料通過過孔流到 PCB 的另一面，造成SMT焊料不足導(dǎo)致虛焊等問題。

　　一般建議過孔邊緣與 SMT 焊盤的距離大于 25mil，并在過孔上涂油。

　　9、不要將比 SMT 焊盤寬的走線直接拉入焊盤中

　　如果走線比焊盤大的話，SMT焊盤的窗口面積一般會(huì)擴(kuò)大超過焊盤的尺寸，這就會(huì)導(dǎo)致原來 SMT 焊盤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 焊盤寬的走線直接拉入焊盤中

　　另外，使用比焊盤大或者比焊盤稍小的走線也可以避免焊接時(shí)散熱過度的問題。

　　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?cè)谠O(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，以避免在板分離過程中損壞元件或?qū)副P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過程中不會(huì)損壞元件，并且方便 PCB 分離。

　　如果拼版通過郵票孔連接，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、阻焊開窗尺寸盡量保持統(tǒng)一

　　我們知道 PCB 封裝焊盤需要在阻焊層中開孔。阻焊開口意味著焊盤區(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上，從而影響焊盤的可焊性，我們一般會(huì)設(shè)計(jì)比焊盤更大的阻焊層開口面積，一般擴(kuò)大0.1毫米(4mil)，當(dāng)然也可以不擴(kuò)大，使阻焊開口面積與焊盤尺寸相同，工廠統(tǒng)一為你處理。

　　但這要求在制作 PCB 封裝時(shí)，阻焊開口的尺寸必須相同，例如與焊盤尺寸一樣大，或者比焊盤尺寸大0.1mm。如果有一些外部膨脹0.05mm的和一些0.1mm的外擴(kuò)，工廠處理起來會(huì)比較困難。

　　阻焊開窗尺寸盡量保持統(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孔，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)導(dǎo)致 EMI 發(fā)射。