一文PCB布局布线规则汇总

PCB(PrintedCircuitBoard)，中文名为pcb电路板，又被称为印刷线路板、印刷电路板，是至关重要的电子器件构件，是电子元件的支承体，是电子元件保护接地的服务提供者。因为它是选用电子器件造纸术制做的，故被称作\”包装印刷\”线路板。

伴随着PCB 规格规定愈来愈小，元器件相对密度规定愈来愈高，PCB 设计方案的困难也越来越大。

怎样完成PCB 高的布通率及其减少设计方案時间，在这里小编谈一谈对PCB 整体规划、合理布局和走线的设计方案方法。

PCB布局原则

1.按照电路功能分块布局

不同区域之间要有明显的界限(通过地来区分)。

2.干扰电路与敏感电路分开

模拟电路容易受影响，所以要与干扰电路分开。

3.干扰电路要远离接口

时钟线、总线、射频线等高频线路要远离外出接口，避免强辐射信号上的干扰耦合到外出信号线上。晶体、晶振、继电器，开关电源等均是强辐射器件。

4.分区域供电并必要分割

数字地与模拟地分开，并用磁珠等来隔离数字和模拟之间的噪声。

一、确定PCB的层数

电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠(STack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。 板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小，在开始设计时最好采用较多的电路层并使附铜均匀分布。

二、设计规则和限制

要顺利完成布线任务，布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。要对所有特殊要求的信号线进行分类，每个信号类都应该有优先级，优先级越高，规则也越严格。

规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制，这些规则对布线工具的性能有很大影响。认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。

三、组件的布局

在最优化装配过程中，可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动，可以对电路适当优化，更便于自动布线。

比如，对于电源线的布局：

①在PCB布局中应将电源退耦电路设计在各相关电路附近，而不要放置在电源部分，否则既影响旁路效果，又会在电源线和地线上流过脉动电流，造成窜扰;

②对于电路内部的电源走向，应采取从末级向前级供电，并将该部分的电源滤波电容安排在末级附近;

③对于一些主要的电流通道，如在调试和检测过程中要断开或测量电流，在布局时应在印制导线上安排电流缺口。

另外，要注意稳压电源在布局时，尽可能安排在单独的印制板上。当电源与电路合用印制板时，在布局中，应该避免稳压电源与电路元件混合布设或是使电源和电路合用地线。因为这种布线不仅容易产生干扰，同时在维修时无法将负载断开，到时只能切割部分印制导线，从而损伤印制板。

四、扇出设计

在扇出设计阶段，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试和电路再处理。

五、手动布线以及关键信号的处理

手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程，采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。通过对挑选出的网络(net)进行手动布线并加以固定，可以形成自动布线时可依据的路径。

首先对关键信号进行布线，手动布线或结合自动布线工具均可。布线完成后，再由有关的工程技术人员对这些信号布线进行检查，检查通过后，将这些线固定，然后开始对其余信号进行自动布线。由于地线中阻抗的存在，会给电路带来共阻抗干扰。

六、自动布线

对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感等，在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。在对信号进行自动布线时应该采用通用规则。

通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量，布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。在设置好约束条件和应用所创建的规则后，自动布线将会达到与预期相近的结果，在一部分设计完成以后，将其固定下来，以防止受到后边布线过程的影响。

布线次数取决于电路的复杂性和所定义的通用规则的多少。现在的自动布线工具功能非常强大，通常可完成100%的布线。但是，当自动布线工具未完成全部信号布线时，就需对余下的信号进行手动布线。

元件布局基本规则

◉ 模块化布局及对称布局

进行模块化布局，将同一功能的相关电路归为一个模块，并遵循就近集中原则。同时，确保数字电路和模拟电路相互分离。遵循“先大后小，先难后易”的原则，优先安排重要的单元电路和核心元器件。对称布局同样重要，对于相同结构的电路部分，应采用对称式标准布局，以提高美观度和便于生产。

◉ 栅格和阻容器件布局

在IC器件布局时，栅格应设置为50-100mil;小型表面安装器件如表面贴装元件，栅格设置应不少于25mil。合理设置栅格和阻容器件布局，根据其属性布置阻容器件，确保串联匹配电阻应靠近该信号的驱动端，距离一般不超过500mil，并明确信号的源端和终端。此类优化布局有助于改善回路设计和提升生产便利性。

02PCB布线规则◉ 电源线和信号线布局

在布置电源线和信号线时，需确保电源线尽可能宽，不低于18mil;信号线宽度不应低于12mil。CPU入出线宽度不应低于10mil，线间距则不低于10mil，以确保电流的稳定传输和信号的完整性。

◉ 串扰及走线方向控制

串扰是PCB设计中常见的问题，应通过增加平行布线间距并遵循3W规则来减少。在布线时要控制相邻层走线方向，避免不必要的层间串扰，相邻层走线应成正交结构。同时，正确的走线方向控制可减少干扰，提高电路设计的可靠性。

PCB布局一般原则

1、元器件布局时尽量单面放置，可以降低产品生产时的加工成本。

2、封装、结构相类似的电路，采用对称结构布局，有电气关系的器件尽量放在一起，器件要做到模块化。

3、在高频率的数字电路中，晶振(有源)和晶体(无源)需要尽可能的靠近芯片，如果离芯片太远，芯片接收到信号后产生的方波会受到一定干扰，可能会导致数字电路工作异常。

4、接口器件的布局要合理化，元器件放置要考虑到板边的距离是否合理，例如直插的USB端子，如果布局时离板边过远会出现直插器件插不进板子的情况，放置到板子中心，直插的USB根本无法插入。

5、对于一些接口器件要标明”+”、”-”，做出丝印说明，防止因为接线错误导致电路板子烧毁。

6、对于射频模组，优先布局射频电路，对于Π形网络，尽量呈现“一字形“，而且两边要铺GND处理，见下图。

7、高压器件和低压器件要保持安全距离，一般压差100V，相隔开1毫米。高压和低压之间也可以通过隔开地处理。这样的目的是电器绝缘。

8、滤波电容和去耦电容要放置在芯片的入口处和芯片出口。放置去耦电容和滤波电容是为了改善电源的质量，提高抗干扰的一种手段。放置电容时紧靠芯片。

10、布局时，还需要考虑是否方便焊接，大器件旁边避免放置小器件，需要调试的器件因为需要经常焊接，要预留够足够的空间，避免拆去器件困难。

PCB走线一般原则

1、走线3W原则，3W原则指的是：线的中心间距不小于3倍线宽，从而降低走线之间的干扰，走线避免直角。

2、走线时，电源线和地线要尽量粗。减小压降，以及走线过细可能会导致PCB的走线被烧断。

3、晶振走线要短，尽量避免打过孔换层，包地处理。晶振下面尽量避免走电源线、信号线，PCB同层挖空打过地过孔到第二层。

5、差分走线

差分走线相对于单端走线，抗干扰能力强，抑制EMI，差分线走线要做到等宽等间距。

PCB设计布局与布线规则

一、PCB布局的重要性

PCB布局(Layout)是设计过程中最先进行的步骤，它决定了元器件在电路板上的位置。合理的布局不仅能提升电路板的性能，还能减少布线的难度，降低干扰，增强电磁兼容性(EMC)。

1. 功能区域的划分

在PCB布局中，首先需要将电路板划分为不同的功能区域，如电源区、模拟电路区、数字电路区等。将功能相似或相关的元器件放在一起，能减少信号传输的路径，提高系统的稳定性。

2. 信号完整性的考虑

高速信号、敏感信号和大电流走线需要特别关注。高速信号的布局应尽量缩短信号路径，减少信号的反射和串扰。敏感信号则应远离干扰源，如电源和大电流走线。

3. 热管理

热量的管理也是布局中的关键因素。功率器件和发热量较大的元器件应尽量分散布局，并靠近散热区域或散热器件，以确保电路板的热量能够及时散发，避免因过热导致的性能下降或故障。

二、PCB布线规则

在完成PCB布局之后，布线是下一步的重要工作。合理的布线不仅能确保电路的正常工作，还能提高信号的质量，减少电磁干扰(EMI)。

1. 信号走线

信号走线应尽量短、直，以减少阻抗和干扰。对于高速信号，建议采用等长布线(Length Matching)以避免时序误差。另外，尽量避免急转弯和折线走向，因为这会导致信号反射和阻抗变化。

2. 电源与地线的布局

电源线和地线的设计是PCB布线中的重中之重。电源线应尽量宽且短，以降低阻抗，并减少电源噪声。对于多层板设计，应考虑使用独立的电源层和地层，以提供更好的信号屏蔽和电源完整性。

地线设计应形成一个完整的地平面，以减少回路电阻和电磁干扰。对于多层板设计，地平面应尽量完整，避免切割，以确保良好的电气性能。

3. 差分信号布线

对于差分信号，如高速数据传输线路(如USB、HDMI等)，应使用等长、等间距的布线方式。差分信号线应保持平行，并且尽量靠近，以减少电磁干扰。

4. 电磁兼容性(EMC)考虑

布线时需特别关注EMC问题。高频信号线应避免与其他信号线平行走线，尽量增加它们之间的距离。同时，应减少过孔的使用，因为过孔会引入寄生电感，影响信号质量。

对于关键信号线，可以在PCB的上下层采用金属屏蔽层进行屏蔽。此外，还应合理布置去耦电容，滤除电源噪声，增强电路的抗干扰能力。

5. 过孔的使用

过孔的使用应谨慎，尽量减少过孔数量，因为每一个过孔都会增加信号的寄生电感，影响信号的完整性。对于重要信号线，应尽量避免使用过孔。

6. 信号层堆叠

对于多层板设计，信号层的堆叠顺序也是关键。一般建议将高速信号层与地层相邻，以提供良好的屏蔽效果，降低信号干扰。同时，电源层应尽量与地层相邻，以减少电源噪声。

在PCB设计的宏伟蓝图中，布局与布线规则犹如精密乐章中的指挥棒，是铸就电路板卓越性能、坚不可摧的可靠性及经济高效的制造成本的灵魂所在。恰如一位巧手的园艺师，合理的布局艺术性地编排着每一寸空间，既削减了布线交织的繁复迷宫，又如同稳固的地基，提升了系统稳如磐石的稳定性。

布线规则，这电子世界的经纬线，需精心编织信号完整性、电源完整性及电磁兼容性这三重乐章，确保电路板整体性能的和谐共鸣。它们如同智慧的灯塔，引领设计人员穿越信号干扰的迷雾，让每一缕电流都精准无误地流淌在既定的轨道上。