PCB的布局原则

2019-07-14 11:41发布

A. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局. B. 布局中应参考原理框图,根据单板的主信号流向规律安排主要元器件
C. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短,关键信号线最短;高电压、大电流信号
与小电流,低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信
号分开;高频元器件的间隔要充分.

为了减少层间信号的电磁干扰,相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。
1.  布线优先次序
关键信号线优先:电源、摸拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先
布线
密度优先原则:从单板上连接关系最复杂的器件着手布线。从单板上连线最密集的区域
开始布线。



环路最小规则,即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,环面积越小,对外的辐射
越少,接收外界的干扰也越小。针对这一规则,在地平面分割时,要考虑到地平面与重
要信号走线的分布,防止由于地平面开槽等带来的问题;在双层板设计中,在为电源留
下足够空间的情况下,应该将留下的部分用参考地填充,且增加一些必要的孔,将双面
地信号有效连接起来,对一些关键信号尽量采用地线隔离,对一些频率较高的设计,需
特别考虑其地平面信号回路问题,建议采用多层板为宜。

2) 窜扰控制
串扰(CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰,主要是
由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是:
加大平行布线的间距,遵循3W规则。
在平行线间插入接地的隔离线。
减小布线层与地平面的距离。 


即相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向,以减少
不必要的层间窜扰;当由于板结构限制(如某些背板)难以避免出现该情况,特别是信
号速率较高时,应考虑用地平面隔离各布线层,用地信号线隔离各信号线。

5) 走线的开环检查规则

一般不允许出现一端浮空的布线(Dangling Line), 
主要是为了避免产生"天线效应",减少不必要的干扰辐射和接受,否则可能带来不可预
知的结果。
同一网络的布线宽度应保持一致,线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀,当传输的
速度较高时会产生反射,在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下,如接插件引
出线,BGA封装的引出线类似的结构时,可能无法避免线宽的变化,应该尽量减少中
间不一致部分的有效长度。

11) 走线长度控制规则:

即短线规则,在设计时应该尽量让布线长度尽量短,以减少由于走线过长带来的干扰问
题,特别是一些重要信号线,如时钟线,务必将其振荡器放在离器件很近的地方。对驱
动多个器件的情况,应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。

12) 倒角规则:
PCB设计中应避免产生锐角和直角,产生不必要的辐射,同时工艺性能也不好。

重叠电源与地线层规则:


不同电源层在空间上要避免重叠。主要是为了减少不同电源之间的干扰,特别是一些电
压相差很大的电源之间,电源平面的重叠问题一定要设法避免,难以避免时可考虑中间
隔地层。

3W规则:

为了减少线间串扰,应保证线间距足够大,当线中心间距不少于3倍线宽时,则可保持
70%的电场不互相干扰,称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰,可使用10W的
间距。

19)20H规则:

由于电源层与地层之间的电场是变化的,在板的边缘会向外辐射电磁干扰。称为边沿效
应。
解决的办法是将电源层内缩,使得电场只在接地层的范围内传导。以一个H(电源和地
之间的介质厚度)为单位,若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩
100H则可以将98%的电场限制在内。