pcb如何布局布线_pcb设计的基本流程
PCB板基础知识
一、PCB板的元素
1、
对于印制电路板来说，工作层面可以分为6大类，
信号层 （signal layer）
内部电源/接地层 （internal plane layer）
机械层（mechanical layer）
防护层（mask layer）
丝印层（silkscreen layer）
其他工作层（other layer）
钻孔导引层
钻孔图层
复合层
2、
是实际元器件焊接到PCB板时的焊接位置与焊接形状，包括了实际元器件的外形尺寸，所占空间位置，各管脚之间的间距等。
元器件封装是一个空间的功能，对于不同的元器件可以有相同的封装，同样相同功能的元器件可以有不同的封装。因此在制作PCB板时必须同时知道元器件的名称和封装形式。
（1）
通孔式元器件封装（THT，through hole technology）
表面贴元件封装 （SMT
另一种常用的分类方法是从封装外形分类： SIP单列直插封装
DIP双列直插封装
PLCC塑料引线芯片载体封装
SOP
TSOP薄型小尺寸封装
PPGA 塑料针状栅格阵列封装
PBGA 塑料球栅阵列封装
CSP
(2) 元器件封装编号
编号原则：元器件类型+引脚距离（或引脚数）+元器件外形尺寸
例如 AXIAL-0.3
（
3、
3、
印制电路板走线的原则：
◆走线长度：尽量走短线，特别对小信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小。
◆走线形状：同一层上的信号线改变方向时应该走135°的斜线或弧形，避免90°的拐角。
◆走线宽度和走线间距：在PCB设计中，网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一致，这样有利于阻抗匹配。
走线宽度
电源线一般为1.2～2.5mm
焊盘、线、过孔的间距要求
PAD and VIA ： ≥ 0.3mm（12mil）
PAD and PAD
： ≥ 0.3mm（12mil）
PAD and TRACK
： ≥ 0.3mm（12mil）
TRACK and TRACK
： ≥ 0.3mm（12mil）
密度较高时：
PAD and VIA
： ≥ 0.254mm（10mil）
PAD and PAD
： ≥ 0.254mm（10mil）
PAD and TRACK
： ≥ 0.254mm（10mil）
TRACK and TRACK
： ≥ 0.254mm（10mil）
PAD and PAD
： ≥ 0.3mm（12mil）
PAD and TRACK
： ≥ 0.3mm（12mil）
TRACK and TRACK
： ≥ 0.3mm（12mil）
密度较高时：
PAD and VIA
： ≥ 0.254mm（10mil）
PAD and PAD
： ≥ 0.254mm（10mil）
PAD and TRACK
： ≥ 0.254mm（10mil）
TRACK and TRACK
： ≥ 0.254mm（10mil）
4、
引脚的钻孔直径=引脚直径+（10~30mil）
引脚的焊盘直径=钻孔直径+18mil
PCB布局原则
1、 根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性。 按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。
2.
根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。
3.
综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。
2.
根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。
3.
综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。
加工工艺的优选顺序为：元件面单面贴装——元件面贴、插混装（元件面插装焊接面贴装一次波峰成型）——双面贴装——元件面贴插混装、焊接面贴装。
4、布局操作的基本原则
A.
遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局．
B.
布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件．
C.
布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分．
D.
相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；
E.
按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；
F.
器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mil。
G.
如有特殊布局要求，应双方沟通后确定。
5.
同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。
6.
发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
7.
元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
8.
需用波峰焊工艺生产的单板，其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。
9.
焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时，阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直， 阻排及SOP（PIN间距大于等于1.27mm）元器件轴向与传送方向平行；PIN间距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA
与相邻元件的距离>5mm。其它贴片元件相互间的距离>0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；有压接件的PCB，压接的接插件周围5mm内不能有插装元、器件，在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件。
11. IC
去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。
12.
元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
13.
用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。
串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过500mil。
匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。
14.
布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性，并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系，经确认无误后方可开始布线。
A.
遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局．
B.
布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件．
C.
布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分．
D.
相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；
E.
按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；
F.
器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mil。
G.
如有特殊布局要求，应双方沟通后确定。
5.
同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。
6.
发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
7.
元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
8.
需用波峰焊工艺生产的单板，其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。
9.
焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时，阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直， 阻排及SOP（PIN间距大于等于1.27mm）元器件轴向与传送方向平行；PIN间距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
10. BGA
与相邻元件的距离>5mm。其它贴片元件相互间的距离>0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；有压接件的PCB，压接的接插件周围5mm内不能有插装元、器件，在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件。
11. IC
去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。
12.
元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。
13.
用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。
串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过500mil。
匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。
14.
布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性，并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系，经确认无误后方可开始布线。
布线
布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中，布线一般有这么三种境界的划分：首先是布通，这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通，搞得到处是飞线，那将是一块不合格的板子，可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后，认真调整布线，使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了，也没有什么影响电器性能的地方，但是一眼看过去杂乱无章的，加上五彩缤纷、花花绿绿的，那就算你的电器性能怎么好，在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一，不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现，否则就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行：
①．在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最细宽度可达0.05～0.07mm，电源线一般为1.2～2.5mm。对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用（模拟电路的地则不能这样使用）
②． 预先对要求比较严格的线（如高频线）进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
③． 振荡器外壳接地，时钟线要尽量短，且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积，而不应该走其它信号线，以使周围电场趋近于零；
④． 尽可能采用45º的折线布线，不可使用90º折线，以减小高频信号的辐射；（要求高的线还要用双弧线）
⑤． 任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小；信号线的过孔要尽量少；
⑥． 关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地。
⑦． 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时，要用“地线-信号-地线”的方式引出。
⑧． 关键信号应预留测试点，以方便生产和维修检测用
⑨．原理图布线完成后，应对布线进行优化；同时，经初步网络检查和DRC检查无误后，对未布线区域进行地线填充，用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
①．在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最细宽度可达0.05～0.07mm，电源线一般为1.2～2.5mm。对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用（模拟电路的地则不能这样使用）
②． 预先对要求比较严格的线（如高频线）进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
③． 振荡器外壳接地，时钟线要尽量短，且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积，而不应该走其它信号线，以使周围电场趋近于零；
④． 尽可能采用45º的折线布线，不可使用90º折线，以减小高频信号的辐射；（要求高的线还要用双弧线）
⑤． 任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小；信号线的过孔要尽量少；
⑥． 关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地。
⑦． 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时，要用“地线-信号-地线”的方式引出。
⑧． 关键信号应预留测试点，以方便生产和维修检测用
⑨．原理图布线完成后，应对布线进行优化；同时，经初步网络检查和DRC检查无误后，对未布线区域进行地线填充，用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。
THE END
