PCB设计原则.docx

一、 元器件布局
1、 贴片元器件布局
l 放置位置和方向：采用波峰焊焊接贴片元器件时，常常因前面的元器件挡住后面的元器件而产生漏焊现象，即我们所说的遮蔽效应。因此必须将元器件引线垂直于波峰焊接焊接时PCB的传送方向。
l 间距要求：两个大小不同的元器件或错开排列的元器件，它们之间的间距应符合尺寸要求，否则容易产生漏焊或桥连。
l 焊盘要求：对于0805、0603等较小器件的封装，在焊盘设计上应该遵循《SMD元器件封装尺寸要求》进行设计；对于SOT，其焊盘应比正常设计的焊盘向外稍需扩展，以免产生漏焊缺陷；对于SOP，如果方便的话，应该在每个元器件一排引线的前后设计一个工艺焊盘，其宽度比一般元器件焊盘稍宽一些，用于防止产生桥连缺陷。
l 由于插装元器件的封装尺寸不是很标准，设计时一定要留有足够的空间位置，以适应多家供货的情况。
l 在PCB上轴向插装较长，较高的元器件时，应该考虑卧式安装，留出卧房空间，卧放时注意元器件孔位。
l 对于金属壳体的元器件，应注意不要将其与别的元器件或印刷导线相碰，要留有足够的空间位置。
l 对于较重的元器件，应该布防在靠近PCB支撑点的地方，以减少PCB的翘曲，特别是当PCB上有BGA等不能通过引脚释放变形应力的器件时，必须注意。
l 大功率的元器件、散热器周围，不应该布放热敏元器件，要留有足够的距离。
l 拚扮连接处，最好不要布放元器件，以免分班时损伤元器件
l 对需要加固的元器件，要留有加固空间
l 对有结构要求的单板，其元器件高度应该保持距相邻版6MM以上空间。
l 焊接面上所布高度超过6MM的元器件应尽量集中布置，以减少测试针床制造的复杂性。
l 信号流向清晰，遵循自左向右或自上而下原则，切记输出输入互相反馈。
l 大信号、小信号分开；数字电路、模拟电路分开；敏感器件走线特殊处理
l 在多层板设计时，合理划分PCB叠层，以保持信号完整性。
二、 布线优化原则
1、 减少PCB串扰的一些措施
l 通过合理布局使各种走线尽量短
l 由于串扰程度与施扰信号的频率成正比，因此布线时应使高频信号线远离敏感信号线
l 应尽可能增加施扰线与受扰线之间的距离，而且避免他们平行
l 多层板中，使施扰线和受扰线与接地平面相邻
l 尽量使用输入阻抗较低的敏感的电路，必要时可以用旁路电容降低敏感电路的输入阻抗
l 地线对串扰具有非常明显的抑制作用，在施扰线和受扰线之间增加地线
l 利用防止走线之间串扰的3W规则
l PCB上，走线之间的电容和互感与走线的几何尺寸、位置，以及线路版材料的介电常数有关，可以借助EMC分析软件计算串扰，合理实际走线
l 在进行电路设计时，对通过合理布局合理布线某些串扰仍不能消除时，可以考虑采用合适的线端负载
l 为减少互容之间的串扰，在两相邻的传输线中间加屏蔽措施，另外也可在时序规格允许的情况下，增加状态较频繁的信号的上升时间
l 为减少互感之间的串扰，尽量降低导线与接地平面之间的平行高度，也可以将两相邻的平行导线互相垂直布线，尽量避免长距离平行走线
2、 LVDS布线一般原则
l 在成本允许条件下尽量采用多层板设计
l 通过下述手段控制传输线阻抗：确定走线模式参数、走平行等距线
l 遵守紧耦合的原则，走线尽可能地短而直
l 不同差分对之间的间距不能太小
l LVDS信号远离其他信号、不可以跨平面分割
l 接收端的匹配电阻要尽量靠近接收引脚
l 控制匹配电阻精度
l 合理处理未使用的LVDS 引脚，要保持未使用的LVDS输入脚悬空、LVDS、TTL输出脚悬空，未使用的TTL输入和控制/使能引脚接电源或地
3、 一般布线原则
l 控制走线方向，相邻层走线成正交结构
l 检查走线的开环和闭环，避免天线效应，减少不必要的干扰辐射或者接收
l 控制走线长度：走线尽可能短、对数字电路时序要求严格的信号线还要求等长
l 拐角设计时角度要大于等于135度，最好是圆角走线
l 为有效避免不理想返回路径的影响，尽量采用差分对走线，差分对上尽量不使用过孔，还要等长走线
l 控制PCB 到县的阻抗和走线终端匹配
l 设计接地保护线
l 防止走线谐振，布线长度不得与其波长城整数倍关系
l 在空间允许情况下，走线采用宽走线，相邻走线间增大距离
4、 接地系统设计
l 降低地电位差
l 使用平很差分电路
l 所有接地线要短
l 对低频信号采用单点接地、高频信号采用多点接地
l 大信号、小信号地分开；数字地、模拟地分开；
5、 时钟电路PCB设计技巧
l 时钟线上少打孔，尽量避免和其他信号线平行走线，且应远离一般信号线，避免干扰信号线
l 避开电源部分、大功率部分
l 不同频率时钟线避免平行走线
l 避免靠近输出接口
l 时钟模块下边不允许走线，必要时可以在下方覆铜地平面
l 另外对树状结构、蜘蛛装、分支等结构走线的时钟都应区别对待
6、 混合信号PCB设计
l 将PCB分区为独立的模拟部分和数字部分
l A/D转换器跨分区放置。
l 在电路板的所有层中，数字信号只能在电路板的数字部分布线。
l 在电路板的所有层中，模拟信号只能在电路板的模拟部分布线。
l 实现模拟和数字电源分割。
l 布线不能跨越分割电源面之间的间隙。
l 必须跨越分割电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线层上。
l 分析返回地电流实际流过的路径和方式。