设计师多年经验之谈---高频pcb电路板布线
高频pcb电路板在高频、高速、高密度已逐步成为现代电子产品的显著发展趋势之一。特别是信号传输高频化和高速数字化，PCB走向微小孔与埋/盲孔化、导线精细化、介质层均匀薄型化，高频高速高密度多层PCB设计技术已成为一个重要的研究领域。今天小编讲述的是从高频pcb电路板布线方面的技巧经验分享。
什么是高频电路板？
高频电路板是电磁频率较高的特种电路板，一般来说，高频可定义为频率在1GHz以上。其各项物理性能、精度、技术参数要求非常高，常用于汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等领域。
该实用新型提供的这种高频电路板，于芯板中空槽的上开口和下开口边缘处设有可阻挡流胶的挡边，这样，芯板与置于其上表面和下表面的覆铜板粘合时流胶不会进入中空槽内，即一次压合即可完成粘接操作，较现有技术需经二次压合才能完成的高频电路板，该实用新型中的高频电路板结构简单，成本低，易于制造。
高频pcb电路板如何布线？
一、高频电路器件管脚间的引线层间交替越少越好
所谓“引线的层间交替越少越好”是指元件连接过程中所用的过孔（Via）越少越好。一个过孔可带来约0.5pF的分布电容，减少过孔数能显着提高速度和减少数据出错的可能性。
二、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好
高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45度折线或者圆弧转折，这种要求在低频电路中仅仅用于提高铜箔的固着强度，而在高频电路中，满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。
三、高频电路器件管脚间的引线越短越好
信号的辐射强度是和信号线的走线长度成正比的，高频的信号引线越长，它就越容易耦合到靠近它的元器件上去，所以对于诸如信号的时钟、晶振、DDR的数据、LVDS线、USB 线、HDMI线等高频信号线都是要求尽可能的走线越短越好。
四、注意信号线近距离平行走线引入的“串扰”
高频电路布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“串扰”，串扰是指没有直接连接的信号线之间的耦合现象。由于高频信号沿着传输线是以电磁波的形式传输的，信号线会起到天线的作用，电磁场的能量会在传输线的周围发射，信号之间由于电磁场的相互耦合而产
生的不期望的噪声信号称为串扰（Crosstalk）。PCB板层的参数、信号线的间距、驱动端和接收端的电气特性以及信号线端接方式对串扰都有一定的影响。所以为了减少高频信号的串扰，在布线的时候要求尽可能的做到以下几点：
（1）如果同一层内的平行走线几乎无法避免，在相邻两个层，走线的方向务必却为相互垂直；
（2）在布线空间允许的条件下，在串扰较严重的两条线之间插入一条地线或地平面，可以起到隔离的作用而减少串扰；
（3）当信号线周围的空间本身就存在时变的电磁场时，若无法避免平行分布，可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅减少干扰；
（4）在数字电路中，通常的时钟信号都是边沿变化快的信号，对外串扰大。所以在设计中，时钟线宜用地线包围起来并多打地线孔来减少分布电容，从而减少串扰；
（5）对高频信号时钟尽量使用低电压差分时钟信号并包地方式，需要注意包地打孔的完整性；
（6）在布线空间许可的前提下，加大相邻信号线间的间距，减小信号线的平行长度，时钟线尽量与关键信号线垂直而不要平行；
（7）闲置不用的输入端不要悬空，而是将其接地或接电源（电源在高频信号回路中也是地），因为悬空的线有可能等效于发射天线，接地就能抑制发射。实践证明，用这种办法消除串扰有时能立即见效。
五、集成电路块的电源引脚增加高频退藕电容
每个集成电路块的电源引脚就近增一个高频退藕电容。增加电源引脚的高频退藕电容，可以有效地抑制电源引脚上的高频谐波形成干扰。
六、高频数字信号的地线和模拟信号地线做隔离
模拟地线、数字地线等接往公共地线时要用高频扼流磁珠连接或者直接隔离并选择合适的地方单点互联。高频数字信号的地线的地电位一般是不一致的，两者直接常常存在一定的电压差，而且，高频数字信号的地线还常常带有非常丰富的高频信号的谐波分量，当直接连接数字信号地线和模拟信号地线时，高频信号的谐波就会通过地线耦合的方式对模拟信号进行干扰。所以通常情况下，对高频数字信号的地线和模拟信号的地线是要做隔离的，可以采用在合适位置单点互联的方式，或者采用高频扼流磁珠互联的方式。
七、避免走线形成的环路
各类高频信号走线尽量不要形成环路，若无法避免则应使环路面积尽量小。
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高频布线基本知识 内容目录 1. 引言 2. 信号完整性问题 3. 电磁兼容性问题 4. 电源完整性问题 5. 高频电路设计一般规范 6. 数模混合电路设计一般规范 一：高频电路的定义 *在数字电路中，是否是高频电路取决于信号的上升沿和下降沿，而不是信号的频率。 公式：F2 =1/（Tr×π），Tr为信号的上升／下降延时间。 *F2 > 100MHz，就应该按照高频电路进行考虑，下列情况必须按高频规则进行设计 –系统时钟频率超过50MHz –采用了上升/下降时间少于5ns的器件 –数字/模拟混合电路 *逻辑器件的上升/下降时间和布线长度限制上升/下主要谐波频谱分布最大传输线最大传输 降时间Tr分量F2=1/Fmax=10*距离（微带）线距离（微带线）πTr F2 74HC 13-15ns24MHz 240 MHz 117cm 91cm 74LS 9.5ns 34 MHz 340MHz 85.5cm 66.5cm 74H 4-6ns 80 MHz 800MHz 35 28 74S 3-4ns 106 MHz 1.1GHz 27 21 74HCT 5-15ns 64 MHz 640MHz 45 34 74ALS 2-10ns 160 MHz 1.6GHz 18 13 74FCT 2-5ns 160 MHz 1.6GHz 18 13 74F 1.5ns 212 MHz 2.1GHz 12.5 10.5 ECL12K 1.5ns 212 MHz 2.1GHz 12.5 10.5 ECL100K 0.75ns 424 MHz 4.2GHz 6 5 传统的PCB设计方法效率低： 原理图，传统的设计方法设计和输入布局、布线没有任何质量控制点,制作PCB每一步设计都是凭经验，发现问题就必须从头开始，功能、性能测试问题的查找非常困难 信号完整性问题: 1.反射问题 2.串扰问题 3.过冲和振荡 4.时延 反射问题：传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。 多点反射
PCB板布线技巧 在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以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。 自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 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,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 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(模拟电路的地不能这样使用) 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。 2 数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，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，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 3 信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。 4 大面积导体中连接腿的处理
PCB布线及设计规则检查 [提示]PCB中常见错误： （1）网络载入时报告NODE没有找到： a. 原理图中的元件使用了pcb库中没有的封装； b. 原理图中的元件使用了pcb库中名称不一致的封装； c. 原理图中的元件使用了pcb库中pin number不一致的封装。如三极管：sch中pin number 为e,b,c, 而pcb中为1，2，3。（2）打印时总是不能打印到一页纸上： a. 创建pcb库时没有在原点； b. 多次移动和旋转了元件，pcb板界外有隐藏的字符。选择显示所有隐藏的字符，缩小pcb, 然后移动字符到边界内。 （3）DRC报告网络被分成几个部分：表示这个网络没有连通，看报告文件，使用选择CONNECTED COPPER查找。另外提醒朋友尽量使用WIN2000, 减少蓝屏的机会；多几次导出文件，做成新的DDB文件，减少文件尺寸和PROTEL僵死的机会。如果作较复杂的设计，尽量不要使用自动布线。 （4）在PCB设计中装入网络表后，提示很多错误，主要是关于封装的错误：这是由于在原理图设计时没有填写FOOtprint一栏。应回到原理图中，主要是对于电阻、电容等分立元件重新填写这一栏，并且一定要生成新的网络表。 （5）在装入网络表时Action项提示Add nod－1 to NetN00001，Error项提示Component not found的错误：这是由于有的元件的Designator项未填写造成的。只要在原理图中重新填写此项并重新生成网络表即可。 第九单元第1题
PROTE上机习题精选2 样图9-01 [操作要求] 1、布线设计： ●打开Unit9\Y9-01.pcb文件。 ●加载Unit9\https://www.doczj.com/doc/791725849.html,，用Protel的自动布线功能进行布线。 ●设置自动布线线宽为12mil，双层板，Via直径为52mil，，Via Hole直径为28mil；Pad 直径为62mil，Pad Hole直径为30mil；Top层垂直布线、BOTTOM层水平布线，最小安全间距为5mil。 ●不能自动布线的可采取手工布线，手工布线时可适当减小线宽。 2、板的整理及设计规则检查： ●对NET239、NET355 和NET619进行适当调整，调整NET239的线宽为13mil，NET355 的线宽为10mil，NET619的线宽为9mil。 ●把NET343当做地线，在TOP层和BOTTOM层加“地”填充（主要在板的四周位置）●布线、调整完毕，对整板进行设计规则检查，直到无错为止。 将上述操作结果保存到考生文件夹中，命名为X9-01.pcb。最终效果如样图9-01所示。 第九单元第2题
高频布线工艺和PCB板选材 -----需要探讨工艺和加工细节，可以联系QQ：748985601 摘要：本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析，给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案，进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。 关键字：PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号 近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出，信息处理高速化、无线模拟前端模块化，这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求，另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。 如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数（εr变化误差在±1-2％间）、低的介电损耗（0.005以下）。具体到手机的PCB板材，还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。为了挑战日益激烈的市场竞争，电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。 目前可供选用的板材很多，有代表性的常用板材有：环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如：卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材；微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同，如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头（500MHz以下）。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压，所以得到广泛应用。 下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析，给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案，总结了高频信号PCB设计要点，供广大电子工程师参考。 1微带传输线传输特性 板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子（介质损耗角正切）tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。其中介电常数εr、损耗因子是主要参数。 高速数据信号或高频信号传输常用到微带线（Microstrip Line），由附着在介质基片两边的导带和导体Array接地板构成，且导带一部分 暴露在空气中，信号在介质 基片和空气这两种介质中 传播引起传输相速不等会 产生辐射分量、如果合理选 用微带尺寸这种分量很小。 图一基片结构示意
PCB布线的技巧及注意事项 PCB布线的技巧及注意事项对于硬件电子产品设计者，面临的PCB设计越来越复杂。管脚越来越密的高级封装器件被使用，单位面积的网络密度不断提高，给布线带来更大的压力。同时，更多的工程师已经不满足自动布线器100%布通率的要求，希望能够进行电气规则约束布线，满足信号完整性要求。 70%以上的工程师关心的与信号完整性有关，包括了传输线分析、信号回流路径、匹配、串扰、拓朴和EMI/EMC等问题。此外，还问到可制造性、软件使用方面的问题。看来工程师门对高速还是非常关注的，相反，对于高密度布线好像并不是很关注。 这个好像和当前国内设计状况类似。很多高速设计还处在方案讨论阶段，或原型样机阶段。工程师预见或者已经观察到一些问题，如过冲、欠冲、振荡、串扰等问题。但是对整个高速问题的起因，对高速分析仿真方法不太了解，往往把高速数字电路设计和射频设计当做同样问题对待。我感觉实际高速分析中，时序分析也是数字电路设计中的一个关键却往往被忽略。除了分析外，为了减小传输线效应，缩小PCB面积，高密度设计实现也是一个问题。但在国内，由于担心串扰，开发周期或者调测方面的问题，往往采用多个单板，将设计密度降低。 作高速PCB设计，前仿真分析很关键，这些包括器件选择、模型编辑、信号分配、匹配策略和层叠设计等。前仿真分析不能仅仅在原理图阶段，使用拓朴结构编辑，还必须使用PCB LAYOUT工具进行布局探测和预布线分析，估计实现难度和布线方法。同时对于分配好的平面层先作电源分割，安排好布线层的优先级，最大限度避免关键信号的跨分割。 完成原理图，一般工程师就迫不及待的开始PCB设计。我建议可以花一天或两天的时间检查一下原理图。因为到了后期，如果发现原理图设计有误，更改的代价就太大了。开始PCB设计，不要忙着布线，先好好布局。根据经验，PCB设计时间一般按照三三制分配，布局占1/3时间，布线占1/3，检查1/3。布局相当关键，有经验的工程师在布局同时，已经有了关键布线的规划。布局一般本着先大后小，先关键后次要，先放置有定位要求的器件，布局时，除了考虑布线质量，对测试，加工等问题也要考虑，权衡各方面因素。 手工布线现在还是大部分工程师的选择，因为很多人对自动布线的结果不是很满意。其实现在一些高级EDA工具，自动布线已经相当智能化。自动布线，并不意味着全部交给工具去做，还有很多需要人干预的地方。我个人经验认为，网络分类(class)，布线优先级设置，布线规则是影响布通率和布线效果的主要因素。 有人也称PCB设计是从抽象概念到实际产品的转化。PCB设计实际是一项混合技术。要求设计者对电路原理、电磁场、布线算法、生产加工、测试等各方面知识都要有所了解，所以一名优秀的PCB工程师应当注意学习这些知识
PCB布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块， 电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路 分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件， 螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴 装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔， 以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰， 不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装 孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇 流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接
连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源 线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电 源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上 极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充， 网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信 号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。
PCB板基础知识、布局原则、布线技巧、设计规则 PCB 板基础知识 一、PCB 板的元素 1、工作层面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/接地层内部电源接地层（internal plane layer））机械层（主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息，起到相应机械层（mechanical layer））的提示作用。EDA 软件可以提供 16 层的机械层。防护层（包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴防护层（mask layer））元器件粘贴在 PCB 上，阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方。印层（在 PCB 板的 TOP 和 BOTTOM 层表面绘制元器件的外观丝印层（silkscreen layer））轮廓和放置字符串等。例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志，生产日期等。同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据，作用是使 PCB 板具有可读性，便于电路的安装和维修。其他工作层（禁止布线层 Keep Out Layer 其他工作层（other layer））钻孔导引层 drill guide layer 钻孔图层 drill drawing layer 复合层multi-layer 2、元器件封装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）元器件封装分类通孔式元器件封装（THT，through hole technology）表面贴元件封装（SMT Surface mounted technology ）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 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 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 芯片级封装 (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 DIP14 （3）常见元器件封装 RAD0.1 RB7.6-15 等。 电阻类普通电阻 AXIAL- ×× ,其中××表示元件引脚间的距离；可变电阻类元件封装的编号为 VR × , 其中×表示元件的类别。电容类非极性电容编号 RAD ×× ,其中××表示元件引脚间的距离。极性电容编号 RB xx - yy ，xx 表示元件引脚间的距离，yy 表示元件的直径。二极管类编号 DIODE- ×× ,其中××表示元件引脚间的距离。晶体管类器件封装的形式多种多样。集成电路类 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 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 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 芯片级封装 3、铜膜导线是指 PCB 上各个元器件上起电气导通作用的连线，它是 PCB 设计中最重要的部分。对于印制电路板的铜膜导线来说，导线宽度和导线间距是衡量铜膜导线的重要指标，这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路的正确连接关系。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。走线宽度通常信号线宽为： 0.2～
二十年经验浓缩：PCB布线设计经验谈附原理图 在当今激烈竞争的电池供电市场中，由于成本指标限制，设计人员常常使用双面板。尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势，成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略，采用双面板。在本文中，我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用，有无地平面时电流回路的设计策略，以及对双面板元件布局的建议。 自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项 设计PCB时，往往很想使用自动布线。通常，纯数字的电路板(尤其信号电平比较低，电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是，在设计模拟、混合信号或高速电路板时，如果采用布线软件的自动布线工具，可能会出现一些问题，甚至很可能带来严重的电路性能问题。 例如，图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。此双面板的底层如图2所示，这些布线层的电路原理图如图3a和图3b所示。设计此混合信号电路板时，经仔细考虑，将器件手工放在板上，以便将数字和模拟器件分开放置。采用这种布线方案时，有几个方面需要注意，但最麻烦的是接地。如果在顶层布地线，则顶层的器件都通过走线接地。器件还在底层接地，顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。当检查这种布线策略时，首先发现的弊端是存在多个地环路。另外，还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。这种接地方案的可取之处是，模拟器件(12位A/D转换器MCP3202和2.5V参考电压源MCP4125)放在电路板的最右侧，这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。 图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。在手工布线时，为确保正确实现电路，需要遵循一些通用的设计准则：尽量采用地平面作为电流回路；将模拟地平面和数字地平面分开；如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。 这两种双面板都在底层布有地平面，这种做法是为了方便工程师解决问题，使其可快速明了电路板的布线。厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。但是，更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层，以降低电磁干扰。
PCB电路板布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2. 定位孔、标准孔等非安装孔周围 1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm （对于M2.5）、4mm（对于M3内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于 3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插 拔； 9. 其它元器件的布置： 所有 IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10. 板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于 8mil（或 0.2mm）； 11. 贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12. 贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13. 有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1画定布线区域距 PCB板边w 1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil ；信号线宽不应低于12mil ；cpu 入出线不应低于10mil （或8mil ）；线间距不低于 10mil ； 3、正常过孔不低于 30mil ； 4、双列直插：焊盘 60mil ，孔径 40mil ； 1/4W电阻：51*55mil （ 0805表贴）；直插时焊盘 62mil，孔径42mil ; 无极电容： 51*55mil （0805表贴）；直插时焊盘 50mil ，孔径 28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线 PCB板布线技巧 在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB 中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、 双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以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。 自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后 进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，
pcb的地线,电源线，信号线 2015-08-13 一、布线的总原则: (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200X 150mm时。应考虑电路板所受的机械强度。 (5)电源线与地线(或者中性线)要按照井”字形布线。 二、导线宽度与间距的选择与确定： 根据印制电路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。 印制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 C ,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，导线可使间距小至5~8mm。 线宽太小，则印刷导线电阻大，线上的电压降也就大，影响电路的性能，线宽太宽则布线密度不高，板面积增加，除了增加成本外，也不利于小型化? 地线，电源线，信号线之间的关系： 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
PCＢ布线设计 在当今激烈竞争的电池供电市场中,由于成本指标限制，设计人员常常使用双面板。尽管多层板(4层、6层及8层）方案在尺寸、噪声和性能方面具有明显优势，成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略,采用双面板。在本文中,我们将讨论自动布线功能的正确使用和错误使用，有无地平面时电流回路的设计策略，以及对双面板元件布局的建议。 自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项 设计PＣＢ时，往往很想使用自动布线。通常,纯数字的电路板(尤其信号电平比较低,电路密度比较小时)采用自动布线是没有问题的。但是,在设计模拟、混合信号或高速电路板时，如果采用布线软件的自动布线工具，可能会出现一些问题，甚至很可能带来严重的电路性能问题。 例如,图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。此双面板的底层如图２所示，这些布线层的电路原理图如图3a和图３ｂ所示。设计此混合信号电路板时,经仔细考虑,将器件手工放在板上,以便将数字和模拟器件分开放置。 采用这种布线方案时，有几个方面需要注意,但最麻烦的是接地。如果在顶层布地线,则顶层的器件都通过走线接地。器件还在底层接地,顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。当检查这种布线策略时,首先发现的弊端是存在多个地环路。另外,还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。这种接地方案的可取之处是,模拟器件(12位A／D转换器ＭCP３20２和2.5V参考电压源MCP41２5）放在电路板的最右侧,这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。 图3ａ和图３b所示电路的手工布线如图4、图5所示。在手工布线时，为确保正确实现电路，需要遵循一些通用的设计准则：尽量采用地平面作为电流回路；将模拟地平面和数字地平面分开;如果地平面被信号走线隔断,为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直;模拟电路尽量靠近电路板边缘放置,数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。 这两种双面板都在底层布有地平面，这种做法是为了方便工程师解决问题,使其可快速明了电路板的布线。厂商的演示板和评估板通常采用这种布线策略。但是,更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层，以降低电磁干扰。
PCB电路板布局技巧
PCB布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则1.按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开；2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件；3.卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路；4.元器件的外侧距板边的距离为5mm；5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；6.金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm；7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布；8.电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔；9.其它元器件的布置：所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直；10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)；11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过；12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致；13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线；2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil；3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil；
.信号完整性（Signal Integrity）：就是指电路系统中信号的质量,如果在要求的时间内,信号能不失真地从源端传送到接收端,我们就称该信号是完整的。 2.传输线（Transmission Line）：由两个具有一定长度的导体组成回路的连接线,我们称之为传输线,有时也被称为延迟线。 3.集总电路（Lumped circuit）：在一般的电路分析中,电路的所有参数,如阻抗、容抗、感抗都集中于空间的各个点上,各个元件上,各点之间的信号是瞬间传递的,这种理想化的电路模型称为集总电路。 4.分布式系统(Distributed System)：实际的电路情况是各种参数分布于电路所在空间的各处,当这种分散性造成的信号延迟时间与信号本身的变化时间相比已不能忽略的时侯,整个信号通道是带有电阻、电容、电感的复杂网络,这就是一个典型的分布参数系统。 5.上升/下降时间（Rise/Fall Time）：信号从低电平跳变为高电平所需要的时间,通常是量度上升/下降沿在10%-90%电压幅值之间的持续时间,记为Tr。 6.截止频率（Knee Frequency）：这是表征数字电路中集中了大部分能量的频率范围（0.5/Tr）,记为Fknee,一般认为超过这个频率的能量对数字信号的传输没有任何影响。 7.特征阻抗（Characteristic Impedance）：交流信号在传输线上传播中的每一步遇到不变的瞬间阻抗就被称为特征阻抗,也称为浪涌阻抗,记为Z0。可以通过传输线上输入电压对输入电流的比率值(V/I)来表示。 8.传输延迟（Propagation delay）：指信号在传输线上的传播延时,与线长和信号传播速度有关,记为tPD。 9.微带线（Micro-Strip）：指只有一边存在参考平面的传输线。 10.带状线（Strip-Line）：指两边都有参考平面的传输线。 11.趋肤效应（Skin effect）：指当信号频率提高时,流动电荷会渐渐向传输线的边缘靠近,甚至中间将没有电流通过。与此类似的还有集束效应,现象是电流密集区域集中在导体的内侧。 12.反射（Reflection）：指由于阻抗不匹配而造成的信号能量的不完全吸收,发射的程度可以有反射系数ρ表示。 13.过冲/下冲（Over shoot/under shoot）：过冲就是指接收信号的第一个峰值或谷值超过设定电压——对于上升沿是指第一个峰值超过最高电压;对于下降沿是指第一个谷值超过最低电压,而下冲就是指第二个谷值或峰值。 14.振荡：在一个时钟周期中,反复的出现过冲和下冲,我们就称之为振荡。振荡根据表现形式可分为振铃（Ringing）和环绕振荡,振铃为欠阻尼振荡,而环绕振荡为过阻尼振荡。 匹配（Termination）：指为了消除反射而通过添加电阻或电容器件来达到阻抗一致的效果。因为通常采用在源端或终端,所以也称为端接。 15.串扰：串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声干扰,这种干扰是由于传输线之间的互感和互容引起的。 信号回流（Return current）：指伴随信号传播的返回电流。 16.自屏蔽（Self shielding）：信号在传输线上传播时,靠大电容耦合抑制电场,靠小电感耦合抑制磁场来维持低电抗的方法称为自屏蔽。 17.前向串扰（Forward Crosstalk）：指干扰源对牺牲源的接收端产生的第一次干扰,也称为远端干扰(Far-end crosstalk)。 18.后向串扰（Forward Crosstalk）：指干扰源对牺牲源的发送端产生的第一次干
pcb 布局布线技巧及原则 [ 2009-11-16 0:19:00 | By: lanzeex ] PCB 布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2. 定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安 装孔周围3.5mm （对于 M2.5）、4mm（对于M3内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧 贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板 中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座
及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil（或0.2mm）； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边w 1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil ；信号线宽不应低于12mil ；cpu 入出线不应低于10mil （或8mil ）；线间距不低于10mil ； 3、正常过孔不低于30mil ； 4、双列直插：焊盘60mil ，孔径40mil ； 1/4W 电阻：51*55mil （0805 表贴）；直插时焊盘62mil ，孔径42mil ；无极电容：51*55mil （0805 表贴）；直插时焊盘50mil ，孔径28mil ； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。如何提高抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？
高頻佈線工藝和PCB板選材 國家數位交換系統工程技術研究中心 張建慧饒龍記[鄭州1001信箱787號] 摘要：本文通過對微帶傳輸特性、常用板材性能參數進行比較分析，給出用於無線通信類比前端、高速數位信號等應用中PCB板材選取方案，進一步從線寬、過孔、線間串擾、遮罩等方面總結高頻板PCB設計要點。 關鍵字：PCB板材、PCB設計、無線通信、高頻信號 近年來在無線通信、光纖通信、高速資料網路產品不斷推出，資訊處理高速化、無線模擬前端模組化，這些對數位信號處理技術、IC工藝、微波PCB設計提出新的要求，另外對PCB板材和PCB工藝提出了更高要求。 變化誤差在如商用無線通信要求使用低成本的板材、穩定的介電常數（ε r ±1-2％間）、低的介電損耗（0.005以下）。具體到手機的PCB板材，還需要有多層層壓、PCB加工工藝簡易、成品板可靠性高、體積小、集成度高、成本低等特點。為了挑戰日益激烈的市場競爭，電子工程師必須在材料性能、成本、加工工藝難易及成品板的可靠性間採取折衷。 目前可供選用的板材很多，有代表性的常用板材有：環氧樹脂玻璃布層壓板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性環氧樹脂FR4等。特殊板材如：衛星微波收發電路用到藍寶石基材和陶瓷基材；微波電路基材GX系列、 B-1/2系列。它們使用的RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F 4 場合不同，如FR4用於1GHz以下混合信號電路、多脂氟乙烯PTFE多用於多層高頻電路板、聚四氟乙烯玻璃布纖維F4用於微波電路雙面板、改性環氧樹脂FR4用於家用電器高頻頭（500MHz以下）。由於FR4板材易加工、成本低、便於層壓，所以得到廣泛應用。 下面我們從微帶傳輸線特性、多層板層壓工藝、板材參數性能比較等多個方面分析，給出了對於特殊應用的PCB板材選取方案，總結了高頻信號PCB設計要點，供廣大電子工程師參考。 1微帶傳輸線傳輸特性 板材的性能指標包括有介電常數ε 、損耗因數（介質損耗角正切）tgδ、表 r 面光潔度、表面導體導電率、抗剝強度、熱漲係數、抗彎強度等。其中介電常數、損耗因數是主要參數。 ε r 高速資料信號或高頻信號傳輸常用到微帶線（Microstrip Line），由附著在介質基片兩邊的導帶和導 體接地板構成，且導帶一部 分暴露在空氣中，信號在介 質基片和空氣這兩種介質 中傳播引起傳輸相速不等Array會產生輻射分量、如果合理 選用微帶尺寸這種分量很 小。
CB自动布线之谈 PROTEL 2008-11-11 16:11 阅读98 评论0 字号：大中小 现在PCB设计的时间越来越短，越来越小的电路板空间，越来越高的器件密度，极其苛刻的布局规则和大尺寸的元件使得设计师的工作更加困难。为了解决设计上的困难，加快产品的上市，现在很多厂家倾向于采用专用EDA工具来实现PCB的设计。但专用的EDA工具并不能产生理想的结果，也不能达到100%的布通率，而且很乱，通常还需花很多时间完成余下的工作。 现在市面上流行的EDA工具软件很多，但除了使用的术语和功能键的位置不一样外都大同小异，如何用这些工具更好地实现PCB的设计呢？在开始布线之前对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置将使设计更加符合要求。下面是一般的设计过程和步骤。 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。如果设计要求使用高密度球栅阵列(BGA)组件，就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。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。 多年来，人们总是认为电路板层数越少成本就越低，但是影响电路板的制造成本还有许多其他因素。近几年来，多层板之间的成本差别已经大大减小。在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布，以避免在设计临近结束时才发现有少量信号不符合已定义的规则以及空间要求，从而被迫添加新层。在设计 之前认真的规划将减少布线中很多的麻烦。 设计规则和限制 自动布线工具本身并不知道应该做些什么。为完成布线任务，布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求，要对所有特殊要求的信号线进行分类，不同的设计分类也不一样。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。 元件的布局 为最优化装配过程，可制造性设计(DFM)规则会对元件布局产生限制。如果装配部门允许元件移动，可以对电路适当优化，更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。 在布局时需考虑布线路径(routing channel)和过孔区域，如图1所示。这些路径和区域对设计人员而言是显而易见的，但自动布线工具一次只会考虑一个信号，通过设置布线约束条件以及设定可布信号线的层， 可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。 扇出设计 在扇出设计阶段，要使自动布线工具能对元件引脚进行连接，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(ICT)和电路再处理。