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PCB厂电路板设计指南分享

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人气：150发布日期：2025-02-11 09:37【大中小】

我们开始新设计时，因为将大部分时间都花在了电路设计和元件的选择上，在 PCB 布局布线阶段往往会因为经验不足，考虑不够周全。

如果没有为 PCB 布局布线阶段的设计提供充足的时间和精力，可能会导致设计从数字领域转化为物理现实的时候，在制造阶段出现问题，或者在功能方面产生缺陷。
那么设计一个在纸上和物理形式上都真实可靠的电路板的关键是什么？

让我们探讨设计一个可制造，功能可靠的 PCB 时需要了解以下几个 PCB 设计指南。

1. 微调你的元件布置

PCB 布局过程的元件放置阶段既是科学又是艺术，需要对电路板上可用的主要元器件进行战略性考虑。虽然这个过程可能具有挑战性，但你放置电子元件的方式将决定你的电路板的制造难易程度，以及它如何满足你的原始设计要求。
虽然存在元件放置的常规通用顺序，如按顺序依次放置连接器，印刷电路板的安装器件，电源电路，精密电路，关键电路等，但也有一些具体的指导方针需要牢记，包括：
取向 - 确保将相似的元件定位在相同的方向上，这将有助于实现高效且无差错的焊接过程。
布置 - 避免将较小元件放置在较大元件的后面，这样小元件有可能受大元件焊接的影响而产生装贴问题。
组织 - 建议将所有表面贴装（SMT）元件放置在电路板的同一侧，并将所有通孔（TH）元件放置在电路板顶部，以尽量减少组装步骤。

最后还要注意的一条 PCB 设计指南 - 即当使用混合技术元件（通孔和表面贴装元件）时，制造商可能需要额外的工艺来组装电路板，这将增加你的总体成本。

良好的芯片元件方向(左)和不良的芯片元件方向(右)

良好的元件布置(左)和不良元件布置(右)

2.合适放置电源，接地和信号走线

线路板放置元件后，接下来可以放置电源，接地和信号走线，以确保你的信号具有干净无故障的通行路径。在布局过程的这个阶段，请记住以下一些准则：

1）定位电源和接地平面层

始终建议将电源和接地平面层置于电路板内部，同时保持对称和居中。这有助于防止你的电路板弯曲，这也关系到你的元件是否正确定位。
对于给 IC 供电，建议为每路电源使用公共通道，确保有坚固并且稳定的走线宽度，并且避免元件到元件之间的菊花链式电源连接。

2）信号线走线连接

接下来，按照原理图中的设计情况连接信号线。建议在元件之间始终采取尽可能短的路径和直接的路径走线。
如果你的元件需要毫无偏差地固定放置在水平方向，那么建议在电路板的元件出线的地方基本上水平走线，而出线之后再进行垂直走线。

这样在焊接的时候随着焊料的迁徙，元件会固定在水平方向。如下图上半部分所示。而下图下半部分的信号走线方式，在焊接的时候随着焊料的流动，有可能会造成元件的偏转。

建议的布线方式 (箭头指示焊料流动向)

不建议的布线方式 (箭头指示焊料流动方向)

3）定义网络宽度

你的设计可能需要不同的网络，这些网络将承载各种电流，这将决定所需的网络宽度。考虑到这一基本要求，建议为低电流模拟和数字信号提供 0.010’’(10mil）宽度。当你的线路电流超过 0.3 安培时，它应该进行加宽。这里有一个免费的线路宽度计算器，使这个换算过程变得简单。

3. 有效隔离

你可能已经体验到电源电路中的大电压和电流尖峰如何干扰你的低压电流的控制电路。要尽量减少此类干扰问题，请遵循以下准则：隔离 - 确保每路电源都保持电源地和控制地分开。如果你必须将它们在 PCB 中连接在一起，请确保它尽可能地靠近电源路径的末端。

布置 - 如果你已在中间层放置了地平面，请确保放置一个小阻抗路径，以降低任何电源电路干扰的风险，并帮助保护你的控制信号。可以遵循相同的准则，以保持你的数字和模拟的分开。

耦合 - 为了减少由于放置了大的地平面以及在其上方和下方走线的电容耦合，请尝试仅通过模拟信号线路交叉模拟地。