1、元器件布局

布局是按照電原理圖的要求和元器件的外形尺寸，將元器件均勻整齊地布置在PCB上，并能滿(mǎn)足整機的機械和電氣性能要求。布局合理與否不僅影響PCB組裝件和整機的性能及可靠性，而且也影響PCB及其組裝件加工和維修的難易程度，所以布局時(shí)盡量做到以下幾點(diǎn):

• 元器件分布均勻，同一單元電路的元器件應相對集中排列，以便于調試和維修；
  

• 有相互連線(xiàn)的元器件應相對靠近排列，以利于提高布線(xiàn)密度和保證走線(xiàn)距離最短；

• 對熱敏感的元器件，布置時(shí)應遠離發(fā)熱量大的元器件；

• 相互可能有電磁干擾的元器件，應采取屏蔽或隔離措施。

2、布線(xiàn)規則

布線(xiàn)是按照電原理圖、導線(xiàn)表以及需要的導線(xiàn)寬度與間距布設印制導線(xiàn)，布線(xiàn)一般應遵守如下規則:

• 在滿(mǎn)足使用要求的前提下，布線(xiàn)可簡(jiǎn)時(shí)不繁選擇布線(xiàn)方式的順序為單層一雙層→多層。

• 兩個(gè)連接盤(pán)之間的導線(xiàn)布設盡量短，敏感的信號、小信號先走，以減少小信號的延遲與干擾。模擬電路的輸入線(xiàn)旁應布設接地線(xiàn)屏蔽；同一層導線(xiàn)的布設應分布均勻；各層上的導電面積要相對均衡，以防板子翹曲。

• 信號線(xiàn)改變方向應走斜線(xiàn)或圓滑過(guò)渡，而且曲率半徑大一些好，避免電場(chǎng)集中、信號反射和產(chǎn)生額外的阻抗。

• 數字電路與模擬電路在布線(xiàn)上應分隔開(kāi)以免互相干擾，如在同一層則應將兩種電路的地線(xiàn)系統和電源系統的導線(xiàn)分開(kāi)布設，不同頻率的信號線(xiàn)中間應布設接地線(xiàn)隔開(kāi)，避免發(fā)生串擾。為了測試方便，設計上應設定必要的斷點(diǎn)和測試點(diǎn)。

• 電路元器件接地、接電源時(shí)走線(xiàn)要盡量短盡量近，以減少內阻。

• 上下層走線(xiàn)應互相垂直，以減少耦合，切忌上下層走線(xiàn)對齊或平行。

• 高速電路的多根I/O線(xiàn)以及差分放大器、平衡放大器等電路的IO線(xiàn)長(cháng)度應相等，以避免產(chǎn)生不必要的延遲或相移。

• 焊盤(pán)與較大面積導電區相連接時(shí)，應采用長(cháng)度不小于0.5mm的細導線(xiàn)進(jìn)行熱隔離，細導線(xiàn)寬度不小于0.13mm。

• 最靠近板的邊緣的導線(xiàn)，距離印制板邊緣的距離應大于5mm，需要時(shí)接地線(xiàn)可以靠近板的邊緣。如果印制板加工過(guò)程中要插入導軌，則導線(xiàn)距板的邊緣至少要大于導軌槽深的距離。

• 雙面板上的公共電源線(xiàn)和接地線(xiàn)，盡量布設在靠近板的邊緣，并且分布在板的面。多層板可在內層設置電源層和地線(xiàn)層，通過(guò)金屬化孔與各層的電源線(xiàn)和接地線(xiàn)連接，內層大面積的導線(xiàn)和電源線(xiàn)、地線(xiàn)應設計成網(wǎng)狀，可提高多層板層間的結合力。

3、導線(xiàn)寬度

印制導線(xiàn)的寬度由導線(xiàn)的負載電流、允許的溫升和銅箔的附著(zhù)力決定。一般印制板的導線(xiàn)寬度不小于0.2mm，厚度在18μm以上。導線(xiàn)越細其加工難度越大，所以在布線(xiàn)空間允許的條件下，應適當選擇寬一些的導線(xiàn)，通常的設計原則如下:

• 信號線(xiàn)應粗細一致，這樣有利于阻抗匹配，一般推薦線(xiàn)寬為0.2~0.3mm（812mil），而對于電源地線(xiàn)，則走線(xiàn)面積越大越好可以減少干擾。對高頻信號最好用地線(xiàn)屏蔽，可以提高傳輸效果。
  

• 在高速電路與微波電路中，規定了傳輸線(xiàn)的特性阻抗，此時(shí)導線(xiàn)的寬度和厚度應滿(mǎn)足特性阻抗要求。

• 在大功率電路設計中，還應考慮到電源密度此時(shí)應考慮到線(xiàn)寬、厚度及線(xiàn)間的絕緣性能。若是內層導體，允許的電流密度約為外層導體的一半。

4、印制導線(xiàn)間距

印制板表層導線(xiàn)間的絕緣電阻是由導線(xiàn)間距、相鄰導線(xiàn)平行段的長(cháng)度、絕緣介質(zhì)（包括基材和空氣）所決定的，在布線(xiàn)空間允許的條件下，應適當加大導線(xiàn)間距。

5、元器件的選擇

元器件的選擇應充分考慮到PCB實(shí)際面積的需要，盡可能選用常規元器件。不可盲目地追求小尺寸的元器件，以免增加成本，IC器件應注意引腳形狀與腳間距，對小于0.5mm腳間距的QFP應慎重考慮，不如直接選用BGA封裝的器件。此外，對元器件的包裝形式、端電極尺寸、可焊性、器件的可靠性、溫度的承受能力如能否適應無(wú)鉛焊接的需要）都應考慮到。

在選擇好元器件后，必須建立好元器件數據庫，包括安裝尺寸、引腳尺寸和生產(chǎn)廠(chǎng)家等的有關(guān)資料。

6、PCB基材的選用

基材應根據PCB的使用條件和機械、電氣性能要求來(lái)選擇；根據印制板結構確定基材的覆銅箔面數（單面、雙面或多層板）；根據印制板的尺寸、單位面積承載元器件質(zhì)量，確定基材板的厚度。不同類(lèi)型材料的成本相差很大，在選擇PCB基材時(shí)應考慮下列因素:

• 電氣性能的要求；

• Tg、CTE、平整度等因素及孔金屬化的能力；

• 價(jià)格因素。

7、印制板的抗電磁干擾設計

對于外部的電磁干擾，可通過(guò)整機的屏蔽措施和改進(jìn)電路的抗干擾設計來(lái)解決。對PCB組裝件本身的電磁干擾，在進(jìn)行PCB布局、布線(xiàn)設計時(shí)，應作以下考慮:

• 可能相互產(chǎn)生影響或干擾的元器件，在布局時(shí)應盡量遠離或采取屏蔽措施。
  

• 不同頻率的信號線(xiàn)，不要相互靠近平行布線(xiàn)對高頻信號線(xiàn)，應在其一側或兩側布設接地線(xiàn)進(jìn)行屏蔽。

• 對于高頻、高速電路，應盡量設計成雙面和多層印制板。雙面板的一面布設信號線(xiàn)，另一面可以設計成接地面；多層板中可把易受干擾的信號線(xiàn)布置在地線(xiàn)層或電源層之間；對于微波電路用的帶狀線(xiàn)，傳輸信號線(xiàn)必須布設在兩接地層之間，并對其間的介質(zhì)層厚度按需要進(jìn)行計算。

• 晶體管的基極印制線(xiàn)和高頻信號線(xiàn)應盡量設計得短，減少信號傳輸時(shí)的電磁干擾或輻射。

• 不同頻率的元器件不共用同一條接地線(xiàn)，不同頻率的地線(xiàn)和電源線(xiàn)應分開(kāi)布設。

• 數字電路與模擬電路不共用同一條地線(xiàn)在與印制板對外地線(xiàn)連接處可以有一個(gè)公共接點(diǎn)。

• 工作時(shí)電位差比較大的元器件或印制線(xiàn)，應加大相互之間的距離。

8、PCB的散熱設計

隨著(zhù)印制板上元器件組裝密度的提高，若不能及時(shí)有效地散熱，將會(huì )影響電路的工作參數，甚至熱量過(guò)大會(huì )使元器件失效，所以對印制板的散熱問(wèn)題，設計時(shí)必須認真考慮，一般采取以下措施:

• 加大印制板上與大功率元器件接地面的銅箔面積；

• 發(fā)熱量大的元器件不貼板安裝，或外加散熱器；

• 對多層板的內層地線(xiàn)應設計成網(wǎng)狀并靠近板的邊緣；

• 選擇阻燃或耐熱型的板材。

9、PCB應做成圓弧角

直角的PCB在傳送時(shí)容易產(chǎn)生卡板現象，因此在設計PCB時(shí)，要對板框做圓弧角處理，根據PCB尺寸的大小確定圓弧角的半徑。拼板和加有輔助邊的PCB在輔助邊上做圓弧角。