线路板设计注意事项,让你少走弯路.doc

PCB设计的ESD抑止准则
PCB布线是ESD防护的一个关键要素，合理的PCB设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。在PCB设计中，由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD放电产生的直接电荷注入，因此PCB设计中更重要的是克服放电电流产生的电磁干扰(EMI)电磁场效应。本文将提供可以优化ESD防护的PCB设计准则。

电路环路

电流通过感应进入到电路环路，这些环路是封闭的，并具有变化的磁通量。电流的幅度与环的面积成正比。较大的环路包含有较多的磁通量，因而在电路中感应出较强的电流。因此，必须减少环路面积。

最常见的环路如图1所示，由电源和地线所形成。在可能的条件下，可以采用具有电源及接地层的多层PCB设计。多层电路板不仅将电源和接地间的回路面积减到最小，而且也减小了ESD脉冲产生的高频EMI电磁场。

如果不能采用多层电路板，那么用于电源线和接地的线必须连接成如图2所示的网格状。网格连接可以起到电源和接地层的作用，用过孔连接各层的印制线，在每个方向上过孔连接间隔应该在6厘米内。另外，在布线时，将电源和接地印制线尽可能靠近也可以降低环路面积，如图3所示。

减少环路面积及感应电流的另一个方法是减小互连器件间的平行通路，见图4。

当必须采用长于30厘米的信号连接线时，可以采用保护线，如图5所示。一个更好的办法是在信号线附近放置地层。信号线应该距保护线或接地线层13毫米以内。

如图6所示，将每个敏感元件的长信号线(>30厘米)或电源线与其接地线进行交叉布置。交叉的连线必须从上到下或从左到右的规则间隔布置。

电路连线长度

长的信号线也可成为接收ESD脉冲能量的天线，尽量使用较短信号线可以降低信号线作为接收ESD电磁场天线的效率。

尽量将互连的器件放在相邻位置，以减少互连的印制线长度。

地电荷注入

ESD对地线层的直接放电可能损坏敏感电路。在使用TVS二极管的同时还要使用一个或多个高频旁路电容器，这些电容器放置在易损元件的电源和地之间。旁路电容减少了电荷注入，保持了电源与接地端口的电压差。

TVS使感应电流分流，保持TVS钳位电压的电位差。TVS及电容器应放在距被保护的IC尽可能近的位置(见图7)，要确保TVS到地通路以及电容器管脚长度为最短，以减少寄生电感效应。

连接器必须安装到PCB上的铜箔层。理想情况下，铜箔层必须与PCB的接地层隔离，通过短线与焊盘连接。

PCB设计的其它准则

1. 避免在PCB边缘安排重要的信号线，如时钟和复位信号等；

2. 将PCB上未使用的部分设置为接地面；

3. 机壳地线与信号线间隔至少为4毫米；

4. 保持机壳地线的长宽比小于5:1，以减少电感效应；

5. 用TVS二极管来保护所有的外部连接；

保护电路中的寄生电感

TVS二极管通路中的寄生电感在发生ESD事件时会产生严重的电压过冲。尽管使用了TVS二极管，由于在电感负载两端的感应电压VL=L×di/dt，过高的过冲电压仍然可能超过被保护IC的损坏电压阈值。

保护电路承受的总电压是TVS二极管钳位电压与寄生电感产生的电压之和，VT=VC+VL。一个ESD瞬态感应电流在小于1ns的时间内就能达到峰值(依据IEC 61000-4-2标准)，假定引线电感为每英寸20nH，线长为四分之一英寸，过冲电压将是50V/10A的脉冲。经验设计准则是将分流通路设计得尽可能短，以此减少寄生电感效应

所有的电感性通路必须考虑采用接地回路，TVS与被保护信号线之间的通路，以及连接器到TVS器件的通路。被保护的信号线应该直接连接到接地面，若无接地面，则接地回路的连线应尽可能短。TVS二极管的接地和被保护电路的接地点之间的距离应尽可能短，以减少接地平面的寄生电感。

最后，TVS器件应该尽可能靠近连接器以减少进入附近线路的瞬态耦合。虽然没有到达连接器的直接通路，但这种二次辐射效应也会导致电路板其它部分的工作紊乱。

2
PCB布线是ESD防护的一个关键要素，合理的PCB设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。在PCB设计中，由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD放电产生的直接电荷注入，因此PCB设计中更重要的是克服放电电流产生的电磁干扰(EMI)电磁场效应。本文将提供可以优化ESD防护的PCB设计准则。
电路环路
电流通过感应进入到电路环路，这些环路是封闭的，并具有变化的磁通量。电流的幅度与环的面积成正比。较大的环路包含有较多的磁通量，因而在电路中感应出较强的电流。因此，必须减少环路面积。
最常见的环路如图1所示，由电源和地线所形成。在可能的条件下，可以采用具有电源及接地层的多层PCB设计。多层电路板不仅将电源和接地间的回路面积减到最小，而且也减小了ESD脉冲产生的高频EMI电磁场。
如果不能采用多层电路板，那么用于电源线和接地的线必须连接成如图2所示的网格状。网格连接可以起到电源和接地层的作用，用过孔连接各层的印制线，在每个方向上过孔连接间隔应该在6厘米内。另外，在布线时，将电源和接地印制线尽可能靠近也可以降低环路面积，如图3所示。
减少环路面积及感应电流的另一个方法是减小互连器件间的平行通路，见图4。
当必须采用长于30厘米的信号连接线时，可以采用保护线，如图5所示。一个更好的办法是在信号线附近放置地层。信号线应该距保护线或接地线层13毫米以内。
如图6所示，将每个敏感元件的长信号线(>30厘米)或电源线与其接地线进行交叉布置。交叉的连线必须从上到下或从左到右的规则间隔布置。
电路连线长度
长的信号线也可成为接收ESD脉冲能量的天线，尽量使用较短信号线可以降低信号线作为接收ESD电磁场天线的效率。
尽量将互连的器件放在相邻位置，以减少互连的印制线长度。
地电荷注入
ESD对地线层的直接放电可能损坏敏感电路。在使用TVS二极管的同时还要使用一个或多个高频旁路电容器，这些电容器放置在易损元件的电源和地之间。旁路电容减少了电荷注入，保持了电源与接地端口的电压差。
TVS使感应电流分流，保持TVS钳位电压的电位差。TVS及电容器应放在距被保护的IC尽可能近的位置(见图7)，要确保TVS到地通路以及电容器管脚长度为最短，以减少寄生电感效应。
连接器必须安装到PCB上的铜箔层。理想情况下，铜铂层必须与PCB的接地层隔离，通过短线与焊盘连接。
PCB设计的其它准则
1. 避免在PCB边缘安排重要的信号线，如时钟和复位信号等；
2. 将PCB上未使用的部分设置为接地面；
3. 机壳地线与信号线间隔至少为4毫米；
4. 保持机壳地线的长宽比小于5:1，以减少电感效应；
5. 用TVS二极管来保护所有的外部连接；
保护电路中的寄生电感
TVS二极管通路中的寄生电感在发生ESD事件时会产生严重的电压过冲。尽管使用了TVS二极管，由于在电感负载两端的感应电压VL=L×di/dt，过高的过冲电压仍然可能超过被保护IC的损坏电压阈值。
保护电路承受的总电压是TVS二极管钳位电压与寄生电感产生的电压之和，VT=VC+VL。一个ESD瞬态感应电流在小于1ns的时间内就能达到峰值(依据IEC 61000-4-2标准)，假定引线电感为每英寸20nH，线长为四分之一英寸，过冲电压将是50V/10A的脉冲。经验设计准则是将分流通路设计得尽可能短，以此减少寄生电感效应。
所有的电感性通路必须考虑采用接地回路，TVS与被保护信号线之间的通路，以及连接器到TVS器件的通路。被保护的信号线应该直接连接到接地面，若无接地面，则接地回路的连线应尽可能短。TVS二极管的接地和被保护电路的接地点之间的距离应尽可能短，以减少接地平面的寄生电感。
最后，TVS器件应该尽可能靠近连接器以减少进入附近线路的瞬态耦合。虽然没有到达连接器的直接通路，但这种二次辐射效应也会导致电路板其它部分的工作紊乱。

印制线路板设计经验 转发
本文摘自俞站长的《电子设计工作室》

印制线路板设计经验点滴

对于电子产品来说，印制线路板设计是其从电原理图变成一个具体产品必经的一道设计工序，其设计的合理性与产品生产及产品质量紧密相关，而对于许多刚从事电子设计的人员来说，在这方面经验较少，虽然已学会了印制线路板设计软件，但设计出的印制线路板常有这样那样的问题，而许多电子刊物上少有这方面文章介绍，笔者曾多年从事印制线路板设计的工作，在此将印制线路板设计的点滴经验与大家分享，希望能起到抛砖引玉的作用。笔者的印制线路板设计软件早几年是TANGO，现在则使用PROTEL2.7 FOR WINDOWS。

板的布局：
印制线路板上的元器件放置的通常顺序：
放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定，使之以后不会被误移动；
放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC等；
放置小器件。
元器件离板边缘的距离：可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于板厚，这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时要提供给导轨槽使用，同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损，如果印制线路板上元器件过多，不得已要超出3mm范围时，可以在板的边缘加上3mm的辅边，辅边开V形槽，在生产时用手掰断即可。
高低压之间的隔离：在许多印制线路板上同时有高压电路和低压电路，高压电路部分的元器件与低压部分要分隔开放置，隔离距离与要承受的耐压有关，通常情况下在2000kV时板上要距离2mm，在此之上以比例算还要加大，例如若要承受3000V的耐压测试，则高低压线路之间的距离应在3.5mm以上，许多情况下为避免爬电，还在印制线路板上的高低压之间开槽。
印制线路板的走线：
印制导线的布设应尽可能的短，在高频回路中更应如此；印制导线的拐弯应成圆角，而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能；当两面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。
印制导线的宽度：导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜，它的最小值以承受的电流大小而定，但最小不宜小于0.2mm，在高密度、高精度的印制线路中，导线宽度和间距一般可取0.3mm；导线宽度在大电流情况下还要考虑其温升，单面板实验表明，当铜箔厚度为50μm、导线宽度1～1.5mm、通过电流2A时，温升很小，因此，一般选用1～1.5mm宽度导线就可能满足设计要求而不致引起温升；印制导线的公共地线应尽可能地粗，可能的话，使用大于2～3mm的线条，这点在带有微处理器的电路中尤为重要，因为当地线过细时，由于流过的电流的变化，地电位变动，微处理器定时信号的电平不稳，会使噪声容限劣化；在DIP封装的IC脚间走线，可应用10－10与12－12原则，即当两脚间通过2根线时，焊盘直径可设为50mil、线宽与线距都为10mil，当两脚间只通过1根线时，焊盘直径可设为64mil、线宽与线距都为12mil。
印制导线的间距：相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压。这个电压一般包括工作电压、附加波动电压以及其它原因引起的峰值电压。如果有关技术条件允许导线之间存在某种程度的金属残粒，则其间距就会减小。因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去。在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距。
印制导线的屏蔽与接地：印制导线的公共地线，应尽量布置在印制线路板的边缘部分。在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，这样得到的屏蔽效果，比一长条地线要好，传输线特性和屏蔽作用将得到改善，另外起到了减小分布电容的作用。印制导线的公共地线最好形成环路或网状，这是因为当在同一块板上有许多集成电路，特别是有耗电多的元件时，由于图形上的限制产生了接地电位差，从而引起噪声容限的降低，当做成回路时，接地电位差减小。另外，接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行，这是抑制噪声能力增强的秘诀；多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层，电源层、地线层均可视为屏蔽层，一般地线层和电源层设计在多层印制线路板的内层，信号线设计在内层和外层。
焊盘：
焊盘的直径和内孔尺寸：焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及搪锡层厚度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑，焊盘的内孔一般不小于0.6mm，因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径，如电阻的金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径对应为0.7mm，焊盘直径取决于内孔直径，如下表：

孔直径
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0

焊盘直径
1.5
1.5
2
2.5
3.0
3.5
4

1．当焊盘直径为1.5mm时，为了增加焊盘抗剥强度，可采用长不小于1.5mm，宽为1.5mm和长圆形焊盘，此种焊盘在集成电路引脚焊盘中最常见。
2．对于超出上表范围的焊盘直径可用下列公式选取：

直径小于0.4mm的孔：D／d＝0.5～3

直径大于2mm的孔：D／d＝15～2

式中：（D－焊盘直径，d－内孔直径）

有关焊盘的其它注意点：
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。
焊盘的开口：有些器件是在经过波峰焊后补焊的，但由于经过波峰焊后焊盘内孔被锡封住，使器件无法插下去，解决办法是在印制板加工时对该焊盘开一小口，这样波峰焊时内孔就不会被封住，而且也不会影响正常的焊接。
焊盘补泪滴：当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。
相邻的焊盘要避免成锐角或大面积的铜箔，成锐角会造成波峰焊困难，而且有桥接的危险，大面积铜箔因散热过快会导致不易焊接。
大面积敷铜：印制线路板上的大面积敷铜常用于两种作用，一种是散热，一种用于屏蔽来减小干扰，初学者设计印制线路板时常犯的一个错误是大面积敷铜上没有开窗口，而由于印制线路板板材的基板与铜箔间的粘合剂在浸焊或长时间受热时，会产生挥发性气体无法排除，热量不易散发，以致产生铜箔膨胀，脱落现象。因此在使用大面积敷铜时，应将其开窗口设计成网状。
跨接线的使用：在单面的印制线路板设计中，有些线路无法连接时，常会用到跨接线，在初学者中，跨接线常是随意的，有长有短，这会给生产上带来不便。放置跨接线时，其种类越少越好，通常情况下只设6mm，8mm，10mm三种，超出此范围的会给生产上带来不便。
板材与板厚：印制线路板一般用覆箔层压板制成，常用的是覆铜箔层压板。板材选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求、经济指标等方面考虑，常用的覆铜箔层压板有覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板、覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印制线路板用环氧玻璃布等。由于环氧树脂与铜箔有极好的粘合力，因此铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。环氧树脂浸渍的玻璃布层压板受潮湿的影响较小。超高频印制线路最优良的材料是覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。在有阻燃要求的电子设备上，还要使用阻燃性覆铜箔层压板，其原理是由绝缘纸或玻璃布浸渍了不燃或难燃性的树脂，使制得的覆铜箔酚醛纸质层压板、覆铜箔环氧纸质层压板、覆铜箔环氧玻璃布层压板、覆铜箔环氧酚醛玻璃布层压板，除了具有同类覆铜箔层压板的相拟性能外，还有阻燃性。
印制线路板的厚度应根据印制板的功能及所装元件的重量、印制板插座规格、印制板的外形尺寸和所承受的机械负荷来决定。多层印制板总厚度及各层间厚度的分配应根据电气和结构性能的需要以及覆箔板的标准规格来选取。常见的印制线路板厚度有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等。

PCB抄板密技
第一步，拿到一块PCB，首先在纸上记录好所有元气件的型号，参数，以及位置，尤其是二极管，三机管的方向，IC缺口的方向。最好用数码相机拍两张元气件位置的照片。

第二步，拆掉所有器件，并且将PAD孔里的锡去掉。用酒精将PCB清洗干净，然后放入扫描仪内，启动POHTOSHOP，用彩色方式将丝印面扫入，并打印出来备用。

第三步，用水纱纸将TOP LAYER 和BOTTOM LAYER两层轻微打磨，打磨到铜膜发亮，放入扫描仪，启动PHOTOSHOP，用彩色方式将两层分别扫入。注意，PCB在扫描仪内摆放一定要横平树直，否则扫描的图象就无法使用。

第四步，调整画布的对比度，明暗度，使有铜膜的部分和没有铜膜的部分对比强烈，然后将次图转为黑白色，检查线条是否清晰，如果不清晰，则重复本步骤。如果清晰，将图存为黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP。

第五步，将两个BMP格式的文件分别转为PROTEL格式文件，在PROTEL中调入两层，如过两层的PAD和VIA的位置基本重合，表明前几个步骤做的很好，如果有偏差，则重复第三步。

第六，将TOP。BMP转化为TOP。PCB，注意要转化到SILK层，就是黄色的那层，然后你在TOP层描线就是了，并且根据第二步的图纸放置器件。画完后将SILK层删掉。

第七步，将BOT。BMP转化为BOT。PCB，注意要转化到SILK层，就是黄色的那层，然后你在BOT层描线就是了画完后将SILK层删掉。

第八步，在PROTEL中将TOP。PCB和BOT。PCB调入，合为一个图就OK了。

第九步，用激光打印机将TOP LAYER， BOTTOM LAYER分别打印到透明胶片上（1：1的比例），把胶片放到那块PCB上，比较一下是否有误，如果没错，你就大功告成了。

层叠设计----PCB 工程师需要注意的地方
PCB工程师需要注意的地方
　　较多的PCB工程师,他们经常画电脑主板,对Allegro等优秀的工具非常的熟练,但是,非常可惜的是,他们居然很少知道如何进行阻抗控制,如何使用工具进行信号完整性分析.如何使用IBIS模型我觉得真正的PCB高手应该还是信号完整性专家,而不仅仅停留在连连线,过过孔的基础上对布通一块板子容易，布好一块好难。

小资料
　　对于电源、地的层数以及信号层数确定后，它们之间的相对排布位置是每一个PCB工程师都不能回避的话题；

　　单板 层的排布一般原则：

　　元件面下面（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面；

　　所有信号层尽可能与地平面相邻；

　　尽量避免两信号层直接相邻；s

　　主电源尽可能与其对应地相邻；

　　兼顾层压结构对称。
　　对于母板的层排布，现有母板很难控制平行长距离布线，对于板级 工作频率在50MHZ以上的（50MHZ以下的情况可参照，适当放宽），建议排布原则：
　　元件面、焊接面为完整的地平面（屏蔽）；

　　无相邻平行布线层；

　　所有信号层尽可能与地平面相邻；

　　关键信号与地层相邻，不跨分割区。
　　注：具体PCB的层的设置时，要对以上原则进行灵活掌握，在领会以上原则的基础上，根据实际单板的需求，如：是否需要一关键布线层、电源、地平面的分割情况等，确定层的排布，切忌生搬硬套，或抠住一点不放。
以下为单板层的排布的具体探讨：
　　*四层板，优选方案1，可用方案3
方案 电源层数 地层数 信号层数 1 2 3 4
1 1 1 2 S G P S
2 1 2 2 G S S P
3 1 1 2 S P G S
　方案1 此方案四层PCB的主选层设置方案，在元件面下有一地平面，关键信号优选布TOP层；至于层厚设置，有以下建议：
　　满足阻抗控制芯板（GND到POWER）不宜过厚，以降低电源、地平面的分布阻抗；保证电源平面的去藕效果；为了达到一定的屏蔽效果，有人试图把电源、地平面放在TOP、BOTTOM层，即采用方案2：
　　此方案为了达到想要的屏蔽效果，至少存在以下缺陷：
　　电源、地相距过远，电源平面阻抗较大
　　电源、地平面由于元件焊盘等影响，极不完整
　　由于参考面不完整，信号阻抗不连续
　　实际上，由于大量采用表贴器件，对于器件越来越密的情况下，本方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面，预期的屏蔽效果很难实现；方案2使用范围有限。但在个别单板中，方案2不失为最佳层设置方案。
　　以下为方案2使用案例；
　　案例（特例）：设计过程中，出现了以下情况：

　　　　A、整板无电源平面，只有GND、PGND各占一个平面；

　　　　B、整板走线简单，但作为接口滤波板，布线的辐射必须关注；

　　　　C、该板贴片元件较少，多数为插件。

　　分析：
　　　　　　１、由于该板无电源平面，电源平面阻抗问题也就不存在了；

　　　　　　２由于贴片元件少（单面布局），若表层做平面层，内层走线，参考平面的完整性基本得到保证，而且第二层可铺铜保证少量顶层走线的参考平面；

　　　　　　３、作为接口滤波板，PCB布线的辐射必须关注，若内层走线，表层为GND、PGND，走线得到很好的屏蔽，传输线的辐射得到控制；
　　鉴于以上原因，在本板的层的排布时，决定采用方案2，即：GND、S1、S2、PGND，由于表层仍有少量短走线，而底层则为完整的地平面，我们在S1布线层铺铜，保证了表层走线的参考平面；五块接口滤波板中，出于以上同样的分析，设计人员决定采用方案2，同样不失为层的设置经典。
　　列举以上特例，就是要告诉大家，要领会层的排布原则，而非机械照搬。
　　方案3：此方案同方案1类似，适用于主要器件在BOTTOM布局或关键信号底层布线的情况；一般情况下，限制使用此方案；
　　*六层板：优选方案3，可用方案1，备用方案2、4对于六层板，优先考虑方案3，优选布线层S2，其次S3、S1。主电源及其对应的地布在4、5层，层厚设置时，增大S2-P之间的间距，缩小P-G2之间的间距（相应缩小G1-S2层之间的间距），以减小电源平面的阻抗，减少电源对S2的影响；
　　在成本要求较高的时候，可采用方案1，优选布线层S1、S2，其次S3、S4，与方案1相比，方案2保证了电源、地平面相邻，减少电源阻抗，但S1、S2、S3、S4全部裸露在外，只有S2才有较好的参考平面；

　　对于局部、少量信号要求较高的场合，方案4比方案3更适合，它能提供极佳的布线层S2。
　　*八层板：优选方案2、3、可用方案1
　　对于单电源的情况下，方案2比方案1减少了相邻布线层，增加了主电源与对应地相邻，保证了所有信号层与地平面相邻，代价是：牺牲一布线层；对于双电源的情况，推荐采用方案3，方案3兼顾了无相邻布线层、层压结构对称、主电源与地相邻等优点，但S4应减少关键布线；方案4：无相邻布线层、层压结构对称，但电源平面阻抗较高；应适当加大3-4、5-6，缩小2-3、6-7之间层间距；
　　方案5：与方案4相比，保证了电源地平面相邻；但S2、S3相邻，S4以P2作参考平面；对于底层关键布线较少以及S2、S3之间的线

间窜扰能控制的情况下此方案可以考虑；
　　*十层板：推荐方案2、3、可用方案1、4
　　方案3：扩大3-4与7-8各自间距，缩小5-6间距，主电源及其对应地应置于6、7层；优选布线层S2、S3、S4，其次S1、S5；本方案适合信号布线要求相差不大的场合，兼顾了性能、成本；推荐大家使用；但需注意避免S2、S3之间平行、长距离布线；

　　方案4：EMC效果极佳，但与方案3比，牺牲一布线层；在成本要求不高、EMC指标要求较高、且必须双电源层的关键单板，建议采用此种方案；优选布线层S2、S3,对于单电源层的情况，首先考虑方案2，其次考虑方案1。方案1具有明显的成本优势，但相邻布线过多，平行长线难以控制；
　　*十二层板：推荐方案2、3，可用方案1、4、备用方案5

　　以上方案中，方案2、4具有极好的EMC性能，方案1、3具有较佳的性价比；

　　对于14层及以上层数的单板，由于其组合情况的多样性，这里不再一一列举。大家可按照以上排布原则，根据实际情况具体分析。

　　以上层排布作为一般原则，仅供参考，具体设计过程中大家可根据需要的电源层数、布线层数、特殊布线要求信号的数量、比例以及电源、地的分割情况，结合以上排布原则灵活掌握

　　6层板以后的各个方案在哪?

　　6层和8层来了
　　*六层板，优选方案3，可用方案1，备用方案2、4
方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6
1 1 1 4 S1 G S2 S3 P S4
2 1 1 4 S1 S2 G P S3 S4
3 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
4 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
　　*八层板：优选方案2、3、可用方案1
方案 电源 地 信号 1 2 3 4 5 6 7 8
1 1 2 5 S1 G1 S2 S3 P S4 G2 S5
2 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P S3 G3 S4
3 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4
4 2 2 4 S1 G1 S2 P1 P2 S3 G3 S4
5 2 2 4 S1 G1 P1 S2 S3 G2 P2 S4
EMC问题

　　在布板的时候还应该注意EMC的抑制哦！！这很不好把握，分布电容随时存在！！
　如何接地!
　　PCB设计原本就要考虑很多的因素,不同的环境需要考虑不同的因素.另外,我不是PCB工程师,经验并不丰富:)))
　　地的分割与汇接

　　接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力，又能减少产品对外的EMI发射。

PCB 设计的一般原则
印制电路板(pcb)是电子产品中电路元件和器件的支撑件．它提供电路元件和器件之
间的电气连接。随着电于技术的飞速发展，pcb的密度越来越高。pcb设计的好坏对抗干扰能力影响很大．因此，在进行pcb设计时．必须遵守pcb设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。要使电子电路获得最佳性能，元器件的布局及导线的布设是很重要的。为了设计质量好、造价低的pcb．应遵循以下一般原则：
1. 布局
　　首先，要考虑pcb尺寸大小。pcb尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定pcb尺寸后．再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。

2. 尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

3. 某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意
外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

4. 重量超过15g的元器件、应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的
元器件，不宜装在印制板上，而应装在整机的机箱底板上，且应考虑散热问题。热敏元件
应远离发热元件。

5. 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结
构要求。若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与
调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

6. 应留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。
根据电路的功能单元．对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：
① 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使
信号尽可能保持一致的方向。
② 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、 整
齐、紧凑地排列在pcb上．尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。
③ 在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使
元器件平行排列。这样，不但美观．而且装焊容易．易于批量生产。
④ 位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。电路板的最佳形状
为矩形。长宽比为3：2成4：3。电路板面尺寸大于200x150mm时．应考虑电路板所受的机械强度。

7．布线
　　布线的原则如下：
①输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。

②印制摄导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决
定。当铜箔厚度为 0.05mm、宽度为 1 ~ 1.5mm 时．通过 2a的电流，温度不会高于3℃，因此．导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.02~0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线．尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5~8mm。

④印刷线路板的布线要注意以下问题：专用零伏线，电源线的走线宽度≥1mm；电源线
和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要 呈“井”字形分布，以便使分布线电流达
到均衡；要为模拟电路专门提供一根零伏线；为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间
距离，在意；安插一些零伏线作为线间隔离；印刷电路的插头也要多安排一些零伏线作为
线间隔离；特别注意电流流通中的导线环路尺寸；如有可能在控制线（于印刷板上）的入
口处加接r-c去耦，以便消除传输中可能出现的干扰因素；印刷弧上的线宽不要突变，导线不要突然拐角(≥90度)。
　 ⑤焊盘
　焊盘要比器件引线直径大一些。但焊盘太大易形成虚焊。焊盘外径d一般不小于
(d+1.2)mm，其中d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。

pcb及电路抗干扰措施

印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系，这里仅就pcb抗干扰设计的几项
常用措施做一些说明。
1．电源线设计
　　根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线
、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
2. 地线设计
　　地线设计的原则是：
　①数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开
。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。
高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。

　②接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使
抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能
，接地线应在2~3mm以上。
　 ③接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成闭环路大多能提
高抗噪声能力。
3. 退藕电容配置
　　pcb设计的常规做法之一是在印制板的各个关键部位配置适当的退藕电容。
　　退藕电容的一般配置原则是：
　1、电源输入端跨接10 ~100uf的电解电容器。如有可能，接100uf以上的更好。

　2、原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pf的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，
可每4~8个芯片布置一个1 ~ 10pf的但电容。
　3、对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如 ram、rom存储器件，应在芯片的
电源线和地线之间直接入退藕电容。
　4、电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：

　a、在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电
，必须采用附图所示的 rc 电路来吸收放电电流。一般 r 取 1 ~ 2k，c取2.2 ~ 47uf。

　b、cmos的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

⑦ 使用逻辑电路有益建议：凡能不用高速逻辑电路的就不用；在电源与地之间加去耦
电容；注意长线传输中的波形畸变；用r-s触发的作按钮与电子线路之间配合的缓冲

PCB Layout中的走线策略
布线（Layout）是PCB设计工程师最基本的工作技能之一。走线的好坏将直接影响到整个系
统的性能，大多数高速的设计理论也要最终经过Layout得以实现并验证，由此可见，布线
在高速PCB设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些情况，分析其合理
性，并给出一些比较优化的走线策略。主要从直角走线，差分走线，蛇形线等三个方面来
阐述。
1． 直角走线
直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况，也几乎成为衡量布线好坏的标准之一，那
么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢？从原理上说，直角走线会使传输线的线
宽发生变化，造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线，顿角，锐角走线都可能会造成阻
抗变化的情况。

直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面：一是拐角可以等效为传输线上的容性
负载，减缓上升时间；二是阻抗不连续会造成信号的反射；三是直角尖端产生的EMI。

传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算：
C=61W(Er)1/2/Z0
在上式中，C就是指拐角的等效电容（单位：pF），W指走线的宽度（单位：inch），εr指
介质的介电常数，Z0就是传输线的特征阻抗。举个例子，对于一个4Mils的50欧姆传输线（
εr为4.3）来说，一个直角带来的电容量大概为0.0101pF，进而可以估算由此引起的上升
时间变化量：
T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps
通过计算可以看出，直角走线带来的电容效应是极其微小的。

由于直角走线的线宽增加，该处的阻抗将减小，于是会产生一定的信号反射现象，我们可
以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗，然后根据经验公
式计算反射系数：ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)，一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间，因
而反射系数最大为0.1左右。而且，从下图可以看到，在W/2线长的时间内传输线阻抗变化
到最小，再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗，整个发生阻抗变化的时间极短，往往在10p
s之内，这样快而且微小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。

很多人对直角走线都有这样的理解，认为尖端容易发射或接收电磁波，产