一文搞定PCB元器件的布局布线

PCB设计90%在器件布局，10%在布线，如果PCB设计得好，可以起到事半功倍的效果，也可以提高PCB的电气特性。

比如若想要提高工作效率，则需要注意走线的空间，防止因空间不足而重新走线；或者不想在焊板时发现无法焊接，则需要注意元器件之间的摆放位置和考虑板边距离等因素；以及如果想要一块看上去好看又好调试的PCB板，就更加需要注重PCB的整体布局问题。这些都要提前做好规划，才能使PCB板达到对称、整洁、美观的效果。

当然，同一个电路图，100个电子工程师会有1000种布线方案，因为设计电路板也是艺术创作的一个过程，不同的人眼中也有不同的美学标准，所以我们不定义固定的PCB布局走线标准，但是给大家提供一个基本的思路，设计者们可以根据这些，设计出自己心中最美的PCB板。

PCB布局的技巧

1、弄清电路板物理限制
 

摆放元器件之前，先确定电路板的安装孔、边缘接插件的位置以及电路板的机械尺寸限制。

2、弄清电路板制作工艺

电路的组装工艺和测试流程、是否需要对PCB V型切槽预留空间、元器件焊接工艺等。

3、给集成芯片留下喘气空间

摆放元器件时，尽可能在它们之间留下至少350mil的距离，对于引脚多的芯片，留的空间需要更大。

4、相同器件方向一致

对于相同的器件，尽可能保持一致队形。便于后期电路板的组装、检查和测试，且保证焊点一致高。

5、减少引线交叉

通过调整器件位置和方向，减少引线交叉。可以为后面布线节省大量的精力。

6、先摆放电路边缘器件

对于因受机械限制而无法任意移动的器件，要先进行摆放，比如电路板上的外部接插件、开关、USB端口等。

7、避免器件之间冲突

绝对避免为了在小的电路板中布线而将器件的焊盘重叠共用，或使得器件边缘重叠，最好在所有器件之间保持40mil的距离。

8、将器件尽量放在同一面

电路板上的器件是通过自动器件摆放机器完成，器件只在一面，生产PCB过程只需要一遍即可，否则就需要两次器件摆放，浪费生产时间也浪费成本。
 

9、保持芯片管脚和器件极性一致

电路板上元器件的极性和方向凌乱的话，对于成功焊接电路板有阻碍。

10、器件位置与原理图上相似

设计原理图时，就已经优化了器件之间的位置关系（连线最短、交叉最少），所以按照原理图上器件位置来摆放PCB器件会更合理。

PCB布线的规则

1、走线的方向控制规则
 

即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板结构限制（如某些背板）难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。

2、走线的开环检查规则

一般不允许出现一端浮空的布线（Dangling Line）， 主要是为了避免产生＂天线效应＂，减少不必要的干扰辐射和接受，否则可能带来不可预知的结果。

3、阻抗匹配检查规则

同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。
 

4、走线长度控制规则

即短线规则，在设计时应该尽量让布线长度尽量短，以减少由于走线过长带来的干扰问题，特别是一些重要信号线，如时钟线，务必将其振荡器放在离器件很近的地方。
 

5、倒角规则

PCB设计中应避免产生锐角和直角， 产生不必要的辐射，同时工艺性能也不好。

6、器件去耦规则

在印制版上增加必要的去耦电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定。

7、地线回路规则

环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。

8、电源与地线层的完整性规则

对于导通孔密集的区域，要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接，形成对平面层的分割，从而破坏平面层的完整性，并进而导致信号线在地层的回路面积增大。

9、屏蔽保护
 

对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号。

10、走线闭环检查规则

防止信号线在不同层间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题， 自环将引起辐射干扰。

11、孤立铜区控制规则

孤立铜区的出现， 将带来一些不可预知的问题， 因此将孤立铜区与别的信号相接， 有助于改善信号质量，通常是将孤立铜区接地或删除。

 

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