PCB布线教程及经验分享

PCB元器件布局完成后，紧接着就要完成PCB的布线了。PCB布线有单面布线，双面布线和多层布线，布线方式分为自动布线和交互式布线，在自动布线前，我们可用交互式预先对要求比较严格的线进行布线。

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。必要时加地线隔离，相邻层走线最好相互垂直，平行容易产生寄生耦合。

高亮部分第三层与第四层垂直布线

电源、地线处理

PCB设计中，若电源、地线的考虑不周引起干扰，那么其它线路布得再好，也会使产品的性能下降，有时候甚至会影响产品是否成功。所以对电源线、地线需要认真处理，把它们产生的噪声干扰降到最低，以保证产品质量。

那么，如何尽量抑制噪声呢？

1. 在电源、地线之间加上去耦电容。

VCC_IO网络与地之间加去耦电容

2. 尽量加宽地线，电源线宽度，最好是地线比电源线宽，然后电源线要比信号线宽，它们的线宽关系是地线>电源线>信号线，信号线宽通常为低速板10~12mil，一般高速板5~6.5mil，高速高密度板4~5mil，局部最细可达3.5mil（需要看板厂工艺要求）。

HDMI走线线宽4mil

3. 用大面积铺铜作为地线用，或者做成多层板子，电源线和地线各占用一层。

数模混合电路的共地处理

现在许多PCB不再是单一的数字或模拟电路，而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此布线的时候需要考虑它们之间的相互干扰问题，特别是地线上的噪声干扰。数字地、模拟地和保护地要分开，并且保持2.5mm间距；数字地、模拟地保持1mm的间距。

数字地与模拟地隔离

数字电路的速率高，模拟电路的敏感度强。对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件；对地线来说，整个PCB对外界只有一个节点，所以必须在PCB内部处理数、模共地问题。

在板子内部，数字地和模拟地实际是分开的，他们之间互不相连，只是在PCB于外界连接的接口处，数字地和模拟地有且只有一点短接。也有PCB上不共地的，这由系统设计决定。

载流设计

PCB上的电源网络通常需要通过较大的电流，同样1oz的铜厚，温升10摄氏度，在理想状态下，12mil可以通过1A电流。结合加工误差和余量考虑，可以按表层20mil可通过1A的电流、内层减半的原则来设计，即内层需要40mil通过1A的电流。

顶层电源网络走线20mil宽度

同一电源网络第三层走线50mil宽度

热焊盘设计

在大面积接地中，常用元器件的引脚与其连接，就电气性能来说，元器件引脚与铜面全连接为好，但是对器件焊接装配不利，由于管脚散热较快，焊接需要大功率的加热器，且容易造成虚焊。故一般板接地焊盘做成十字花焊盘，进行热隔离，也叫热焊盘。

热焊盘设计

栅格化布线法

布线是依据网格系统进行的，网格即我们所说的栅格。栅格过密通路虽然有所增加，但是步进太小，图场数据量过大，对存储要求也高。栅格过疏，通路太少，对布通率的影响极大。所以需要一个梳密合理的网格系统支持布线进行。

标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸（2.54mm），所以网格系统的基础一般定为0.1英寸（2.54mm）或者小于0.1英寸的整数倍，如0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

在设计高速板时，通常使用线宽的倍数来作为网格，如5mil走线，我们可以使用2.5mil、5mil、10mil的网格。

栅格设置

布线检查

布线完成后，就需要认真检查布线设计是否符合设计规则了，可以辅助PCB的DRC设计规则检查功能完成，除此之外，一般检查有以下几个方面内容：

1. 线与线、线与元器件焊盘、线与贯通孔、元器件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间距离是否合理，是否满足生产要求。

2. 电源线和地线宽度是否合适，电源线和地线之间是否紧耦合，在PCB中是否还可以让地线加宽。

3. 对关键信号是否采取了最佳措施，如长度最短、加保护线、输入线、及输出线被明显分开。

4. 阻抗匹配线的宽度，间距，阻抗是否符合设计要求。

HDMI线100欧姆阻抗匹配

5. 模拟地和数字地是否有独立的走线。

6. 对一些不理想的线路进行修改。

7. 在PCB上是否加工艺线，阻焊是否符合生产工艺要求，丝印是否压到器件和焊盘。

8. 多层板的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源层的铜箔露出板外容易造成短路。

地层外框边缘缩小

电源层外框边缘缩小