PCB布线技巧分享

今天主要给大家简单介绍一下：PCB 布线、PCB布线技巧。

1、手动布线还是自动布线

2、了解制造商的规格

3、合适的走线宽度

4、迹线之间留出足够的空间

5、元器件放置

6、保持模拟和数字走线分开

7、接地层

8、走线和安装孔留有足够的空间

9、交替走线方向

10、避免电容耦合

11、放置散热孔和焊盘

12、接地和电源走线

13、利用丝印层

14、避免 90°

一、尽可能手动布线

通常来说，一般 PCB 设计软件都包含自动布线的功能，但实际上，没有一个自动布线可以完全取代 PCB Layout 工程师的技能、经验和灵活性。(手动给 PCB Layout 工程师点赞)在某些情况下，你可以使用自动布线：

放置完所有的组件后，你可以使用自动布线工作检查你的完成率，如果低于 85%，就需要调整你的组件放置。

布线时，瓶颈和其他关键连接点可能从裂缝中脱落，可以使用自动路由功能进行识别。

当你不知道怎么开始布线或者遇到困难，可以使用自动布线作为灵感来源。

总而言之，布线既是一门科学，也是一门艺术，建议尽可能手动布线，以确保准确性和可靠性。

二、了解制造商的规格

在你开始铺设铜迹线时，先花时间问问你的制造商，看制造商是否对最小迹线宽度、迹线间距以及他们可以组装的 PCB 层数有要求。预先了解这些信息，你可以在设计规则中设置走线宽度和间距值，避免重新布线整个 PCB 布局。

三、选择合适的走线宽度

走线的几何形状（厚度和宽度）可以确保电路在所有环境和负载条件下正常工作。PCB 的走线用于传输电信号，因此必须具有与通过它们的电流兼容的宽度。PCB Layout 工程师 必须确定每条走线的最小宽度，以避免电路板过热的危险；该参数直接影响布线过程，因为它减少了 PCB 上的可用空间。如果可用空间不是问题，建议使用宽度大于最小值的走线，从而提高电路板的热管理和可靠性，外层上的走线可实现更好的热交换，因此可能具有更小的宽度。

走线宽度

四、走线和焊盘之间留出足够的空间

在PCB 走线和焊盘之间保留足够的空间至关重要（如下所示），这可以避免在 PCB 制造或者组装阶段发生短路。一般来说，建议在每条相邻走线和焊盘之间留出适当的间隙，它们周围必须始终有足够的空间，没有走线或焊盘，以避免触电的风险。

走线的距离和厚度

五、PCB 元器件放置

元器件的放置方式决定了PCB 设计是否成功。要正确放置元器件，就必须要充分了解它们的特性。 例如，热敏电解电容必须远离发热二极管、电阻和电感。 以下列出简单的经验法则：

必须要注意具有多引脚的组件，因为这些组件占有的空间很大。

保持组件放置在相同的方向

在放置之前考虑每个组件的功能及其与其他组件的关系。

如果组件已经采购，那么建议按照尺寸在纸上打印布局，并查看组件是否合适。

PCB 元器件放置图

六、保持模拟和数字走线分开

承载数字信号的PCB 走线，尤其是高频信号，必须与承载模拟信号的走线分开。数字信号（例如地址或者数据总线）通常在平行走线上传输，在信号之间可能会产生电容耦合和干扰的风险。 这就会涉及到噪声的产生，通常来说如果在不改变 PCB 的情况通常难以解决这个问题，因此建议使高频数字走线远离你不希望受到噪声影响的走线。

保持模拟和数字走线分开

七、注意接地层

每个 PCB 至少需要一个接地层，因为它为所有走线提供了相同的参考点来测量电压。相反，如果你选择将每条单独的走线布线到地而不是地平面，你将会得到无数不同的接地连接，并且每个都有自己的电阻和电压降。最简单和最线性的解决方案是创建一个坚固的接地层，可以是整个铜区域，在多层板的情况下甚至可以是整个层。在传输信号的走线下放置一个接地层有助于降低其阻抗并提高抗噪能力，建议是将电源和接地层放置在电路板的最内层，使它们保持对称和居中，这样可以防止PCB 弯曲。

实心地平面，以纯红色显示，所有孔都可以轻松连接

八、走线和安装孔留有足够的空间

在你放置组件的过程中，你首先应该放置了所有的插件，那你是否在其他组件和将它们连接在一起的所有走线之间留出足够的空间？ 如果没有这么做的话，那么 PCB 上可能会产生电击危险，并且依靠阻焊层作为唯一的绝缘体并不能保证安全。在使用插件时，要记住在安装孔的物理尺寸之外留出一圈空间，以保护它免受附近其他组件和走线的影响。

使走线和组件远离安装孔以避免触电危险

九、交替走线方向

大家应该都知道，组件之间的连接应尽可能是短且直的走线。如果一个层的大部分走线遵循某一个方向（例如水平），那么优先选择与其相邻的走线的垂直方向（例如垂直），这可以减少轨道之间的串扰现象。

兼容的 Arduino Mega 2560 板

十、避免电容耦合

为了减少由放置在大型接地平面上方和下方的走线产生的电容耦合，必须确保分配给电源和模拟信号的走线布置在专用层上。去耦电容是比较坚固但相对便宜的组件，通常都会存在，并且对电源线进行去耦并且补偿组件容差。去耦电容的走线应该非常短，并且尽可能靠近组件的电源端子。

 

缩短走线以减少电容耦合

十一、放置散热孔和焊盘

为了改善热管理，建议在通孔元件上使用导热垫从而简化焊接过程并且改善散热。建议在走线或孔连接到接地层或电源层时插入导热垫。散热孔也非常重要，不仅能够提供层之间的电气连接，而且还能够将热量从最热组件传递到外部。通过在芯片封装下放置散热通孔，可以降低组件的工作温度，从而提高电路的可靠性和耐用性。 如果需要将热量从一个超级功率组件（如集成电路 (IC)）中导出，通过在 IC 管芯下方放置多个过孔，将能够降低组件的工作温度，使设计看起来更加可靠。

在集成电路芯片下方使用一组过孔将热量从电路板的一侧转移到另一侧

十二、接地和电源走线

与电源和接地信号相关的走线要比承载数字或者模拟信号的走线粗，这可以使它们能够承载更大的电流，即：通过简单的目视检查也可以轻松识别，从而降低信号和电源线之间连接错误的可能性。 一个常见的规则是对接地和电源走线使用 0.040 英寸宽度，对所有其他走线使用 0.025 英寸宽度。 如果你不让电源和接地走线比平均宽度更宽，那么大量的热量试图流过那些狭窄的空间，可能最终会烧到电线，并且烧坏掉 PCB 板。

与连接到集成电路的所有信号走线相比，你可以看到 +5V 电源走线的宽度更大。

十三、利用丝印层

PCB 板附带的丝印层可以用于标记你想要标记的信息。

不要用太多的文字，占空间。

不需要写下所有可用的信息，例如，绝对不需要标注电阻值。

如果允许，文本可以大点，这样打印出来也比较清晰。

不要在要焊接的裸露铜焊盘上贴标签，因为墨水可能会阻碍焊料的流动，从而导致接头不良。

十四、避免 90°角

通常的工程师应该都知道锐角和直角曲线在高频下会产生问题，从而产生不连续性，进而通过增加串扰、辐射和反射来损害信号完整性。 在下图中可以看到，几条走线中，直角已经被两个 45° 给代替了。

一种避免直角的方法 如果你是工程师的话，应该会经常听到，不要使用 90°的角，当你的电路板上有一堆尖锐直角的走线时，90°的外角可能被蚀刻得比你标准走线宽度更窄，这样极有可能导致 PCB 短路。

走线角度走线贯穿整个PCB 和组件周围，最佳角度是45°。

审核编辑：汤梓红