PCB设计要点是什么?

Question

PCB设计

Answer 1

一、地线的设计要点
在电气设备中绝大多数的干扰问题都可以通过正确的屏蔽以及合理的接地来解决，所以我们一定要对接地设计工作予以足够的重视。接地系统由模拟地、数字地、机壳地以及系统地等四大部分组成，其中数字地也称作逻辑地，机壳地也称作屏蔽地。下面我们介绍一下在接地设计中需要注意的几个方面：
1、合理选择接地方式
通常有多点接地以及单点接地两种接地方式，所以我们要进行合理选择。在设备的工作频率超过10MHz的情况下，由于地线抗阻的过大会给设备的正常运行带来不良的影响，所以我们应该尽量选择多点接地来达到降低地线阻抗的目的。同理，当电路的工作频率达不到1MHz的情况下，我们就要采取一点接地的方式来避免形成的环流影响到干扰。所以，在1～10MHz的工作频率内的电路在波长是其地线长度的20倍以内时可采用多点接地，否则需要采用单点接地的方法。
2、分离模拟电路与数字电路
由于电路板非常复杂，上面既有线性电路还有告诉逻辑电路，所以我们就应该将他们分离开来，避免两者的混淆，并且通过分别进行与电源端接地的方式来避免出现混接，与此同时也要讲线性电路的接地面积尽量扩大。
3、选择较粗的接地线
在选择较细的接地线的情况下，会导致电流的变化带动接地电位的变化，最后导致电子设备无法稳定运行，大大降低了它的抗噪性能。所以我们要选择较粗的接地线，通过增大它的允许电流来达到稳定设备信号的目的，在条件允许的情况下，选择宽度在3mm以上的接电线。
二、电磁兼容性的设计要点
由于电子设备的工作环境复杂多变，我们就要求其有更好的电磁环境适应能力，并且还要减少对其他电子设备的电磁干扰这就需要对电磁兼容性方面进行相应的设计，所以电子设备的电磁兼容性设计也是我们工作的重点之一。
1、选择正确的布线方式
通过采用平行走线的方法可以大幅度降低导线的电感，但是会导致导线之间分布电容以及互感的不断增大，所以在条件允许的情况下，我们可以在布线时采用井字形的结构，具体的布线方法就是在印制板的两个面采取不同的布线方式，一面是纵向、一面为横线，使用金属化孔在交叉孔处连接。由于印制板导线之间还有串扰作用，所以我们在不显得时候应该控制出现长距离平行走线的情况。
2、选择正确宽度的导线由于经常出现冲击干扰的情况，所以我们在印制导线的时候要控制瞬变电流，主要的方法就是控制印制导线时电感量的产生。而电感量的多少与导线的宽度成反比，与倒显得长度成正比，所以我们应该尽量去选择一些既粗又短的导线，这对抑制干扰非常有效。由于总线驱动器、行驱动器以及时钟引线的信号经常出现非常大的顺便电流，所以在上述选线时，应该选择短的导线。对于那些集成电路，我们应该将导线的宽度控制在1～0.2mm之间，对于分立组件电路，将宽度控制在1.5mm左右。
三、电路板上器件与尺寸的设计要点
印制电路板大小要适中，过大时印制线条长，阻抗增加，不仅抗噪声能力下降，成本也高；过小，则散热不好，同时易受临近线条干扰。 在器件布置方面与其它逻辑电路一样，应把相互有关的器件尽量放得靠近些，这样可以获得较好的抗噪声效果。时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路，如有可能，应另做电路板，这一点十分重要。
四、散热设计要点
从有利于散热的角度出发，印制版最好是直立安装，板与板之间的距离一般不应小于2cm，而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定的规则：
对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其它器件）按纵长方式排列；对于采用强制空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其它器件）按横长方式排。
同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等w ww.pcbwork.net）放在冷却气流的最上流（入口处），发热量大或耐热性好的器件（如功率晶体管、大规模集成电路等）放在冷却气流最下游。在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响。
对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域（如设备的底部），千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。
设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域留有较大的空域。

Answer 2

PCB设计是一项关键性的任务，它决定了电子产品的性能。以下是进行PCB设计的一些要点：
1. 确定系统架构
在进行 PCB 设计之前，需要先确定电路系统架构，包括电源与地线、高速 I/O
接口、时钟电路、数据处理电路、各种通讯接口等。要分析电路系统需求和信号传输特点，根据系统架构规划元器件的数量、类型、引脚数和布局方式。
2. 精选适当的原件
对于某些电子设备，元件的选择越精细，系统的性能就越好。在选择元件时，要考虑其电气和机械特性，并且需保证元件之间的匹配性和兼容性。
3. 严格遵守电气规则
在进行 PCB
布局和布线的过程中，需要遵守电气规则，确保电路中信号线和电源线之间的距离、电缆的绕线方式、单元间路径和穿线方式的选择等等都做到最佳。
4. 合理处理PCB层数
在 PCB
设计中，适当使用不同层的布线，可以增加板的稳定性、减少干扰、提高信噪比等。多用内层铜壳形式，可省自己需要的穿孔数量，对信号和电源的保持效率最佳。
5. 考虑安全问题
在 PCB
设计时应该考虑电路板的安全问题。对于高压或高频电路，必须注意电路板上的空间、布线和连接器的位置，同时应该加强保护措施，保证电路板操作的安全和稳定性。
6. 使用专业的 PCB 设计软件
现在市面上有很多种 PCB 设计软件，例如 Altium Designer、Eagle、PADS 等专业设计软件。选择一款适合自己的软件，可以使
PCB 设计更加专业和简便，减少错误和偏差的发生。
总之，在进行 PCB 设计时，需要根据电路系统的特点和信号传输的要求，精心做好电路图设计、元件选型、布线规划等工作，以保证 PCB
设计的高可靠性和稳定性，减少设计阶段的失误，降低生产成本，从而提高产品的整体性能。

Answer 3

　　一、PCB设计要点：1.元件封装的准备。 尽量调用标准封装库中的文件; 严密按照所选期间的datasheet上的规范制作封装，不能忽略累积误差； 注意二极管、三极管等极性元件以及一些非对称元件的引脚定义不能搞错. 2.合理布局。 尽量按照参考板的模式进行布局； 模块化布局； 要求模拟电路与数字电路分开； 输入模块和输出模块隔离； 去耦电容尽量靠近元件的电源/地； 电源等发热单元要考虑散热，主发热元件靠近出风口，大体积元件的放置避开风路； 元件分布均匀，避免电流过于密集； 板上的跳线或按键考虑易操作性； 元器件的排列尽量整齐美观； 考虑机械尺寸，不要超过结构所允许的范围。 3.PCB分层 如果有参考板，按照参考板进行分层； 多层板安排：顶层和底层为元件面，第二层为地平面，倒数第2层为power layer; 在不影响性能的情况下，减少PCB层数，降低成本。
　　二、电源考虑 系统电源入口做高频和低频滤波处理； 功率较高的器件配备大容量电容去除低频干扰； 每个器件配备0.1uF电容过滤高频干扰； 高频器件电源管脚和电容之间串连磁珠达到更好的效果； 去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电路不能带引线。
　　三、时钟考虑 时钟电路要尽量靠近芯片； 晶体下方不要走线； 晶体外壳接地，增加抗电磁干扰能力； 频率大于200MHz的时钟信号有地线护送； 时钟线宽大于10mil； 时钟输出端串连22~220欧的阻尼电阻。
　　四、高速信号 采用手工布线； 高速总线走线尽量等长，并且在靠近数据输出端串联22~300欧的阻力电阻； 高速信号远离时钟芯片和晶体； 高速信号远离外部输入输出端口，或地线隔离。
　　五、差分信号 差分信号线要平行等长； 信号之间不能走其他信号线； 信号要求在同一层上。
　　六、走线规范 不同层的信号垂直走线； 地线和电源层不要走线，否则要保证平面的完整性； 导线宽度不要突变； 导线变向时倒角要大于90度； 定位孔周围0.5mm范围不要走线。 另外必须要完全通过PCB规则的DRC检查。（来源：www.pcbwork.net）本回答被网友采纳

Answer 4

01贴片器件的间距
贴片元器件之间的间距是工程师在layout时必须注意的一个问题，贴片之间的间距既不能太大(浪费电路版面)，也不能太小，避免焊锡膏印刷粘连以及焊接修复困难。
间距大小可以参考如下规范：
同种器件：≥0.3mm
异种器件：≥0.13*h+0.3mm(h为周围近邻元件最大高度差)
手工焊接和贴片时，器件之间的距离要求：≥ 1.5mm
*上述建议仅供参考，可按照各自公司的PCB工艺设计规范
02直插器件与贴片的距离
如上图，直插式电阻器件与贴片之间应保持足够的距离，建议在1-3mm之间，由于加工比较麻烦现在用直插件的情况已经很少了。
03板边沿器件的摆放方向与距离
由于一般都是用拼板来做PCB，因此在边沿附近的器件需要符合两个条件。
(1)与切割方向平行。使器件的机械应力均匀，比如若按照上图左边的方式来摆放，在拼板要拆分时贴片两个焊盘受力方向不同可能导致元元件与焊盘脱落
(2)在一定距离之内不能布置器件，防止板子切割的时候损坏元器件。
04元器件引线宽度一致
05器件去耦规则
在印制版上增加必要的去藕电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定，推荐电源经过滤波电容后连到电源管脚上。
06IC的去耦电容的摆放
每个IC的电源端口附近都需要摆放去耦电容，且位置尽可能靠近IC的电源口。
当一个芯片有多个电源口的时候，每个口都要布置去耦电容。
07晶振的摆放
晶振由石英晶体构成，容易受外力撞击或跌落的影响，所以在布局时，最好不要放在PCB边缘，尽量靠近芯片摆放。
晶振的摆放需要远离热源，因为高温也会影响晶振频偏。
08特殊元器件的布局
特殊的高频元件应紧挨着放置，以缩短他们之间的连线;
敏感元件应远离时钟发生器、振荡器等噪声源;
可调电感器、可变电容器、按键开关、电位器等可调元件的布局应符合整机的结构需求，方便调节;
质量较重的元件应采用支架固定;
EMI滤波器应靠近EMI源放置。
09电解电容远离热源
在设计时，PCB工程师首先要考虑电解电容的环境温度是否符合要求，其次要使电容尽可能的远离发热区域，以防电解电容内部的液态电解质被烤干。
10保留未使用引脚焊盘
比如上图一个芯片其中两个引脚不要使用的情况，但是芯片实物引脚是存在的，如果像上图右边的方式两引脚就处于悬空状态很容易引起干扰。
如果芯片引脚本身内部属于未连接，加上焊盘再把焊盘接地屏蔽能避免干扰。
11使用过孔需谨慎
在几乎所有PCB布局中，都必须使用过孔在不同层之间提供导电连接。PCB设计工程师需特别小心，因为过孔会产生电感和电容。在某些情况下，它们还会产生反射，因为在走线中制作过孔时，特性阻抗会发生变化。
同样要记住的是，过孔会增加走线的长度，需要进行匹配。如果是差分走线，应尽可能避免过孔;若不能避免，则应在两条走线中都使用过孔，以补偿信号和返回路径中的延迟。
12过孔最好不要打在焊盘上
过孔最好不要打在焊盘上，容易引起漏锡虚焊。
13相邻焊盘相连
如果相邻的焊盘需要相连，首先确认在外面进行连接，防止连成一团造成桥接，同时注意此时的铜线的宽度。
14焊盘落在普通区域需考虑散热
如果焊盘落在铺通区域应该采取右边的方式来连接焊盘与铺通，另根据电流大小来确定是连接1根线还是4跟线。
如果采取左边的方式的话，在焊接或者维修拆卸元器件时比较困难，因为温度通过铺的铜把温度全面分散导致焊不上鱼差不下。
15引线<插件焊盘 需加泪滴
如果导线比直插器件的焊盘小的话需要加泪滴上图右边的方式。
加泪滴有如下好处：
避免信号线宽突然变小而造成反射，可使走线与元件焊盘之间的连接趋于平稳过渡化。
解决了焊盘与走线之间的连接受到冲击力容易断裂的问题。
设置泪滴也可使PCB电路板显得更加美观。

Answer 5