說(shuō)到PCB板，很多朋友會(huì)想到它在我們周?chē)S處可見(jiàn)，從一切的家用電器，電腦內(nèi)的各種配件，到各種數(shù)碼產(chǎn)品，只要是電子產(chǎn)品幾乎都會(huì)用到PCB板，那么到底什么是PCB板呢？PCB板就是PrintedCircuitBlock，即印制電路板，供電子組件安插，有線(xiàn)路的基版。通過(guò)使用印刷方式將鍍銅的基版印上防蝕線(xiàn)路，并加以蝕刻沖洗出線(xiàn)路。

PCB板可以分為單層板、雙層板和多層板。各種電子元件都是被集成在PCB板上的，在最基本的單層PCB上，零件都集中在一面，導(dǎo)線(xiàn)則都集中在另一面。這么一來(lái)我們就需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過(guò)板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的。因?yàn)槿绱耍@樣的PCB的正反面分別被稱(chēng)為零件面（ComponentSide）與焊接面（SolderSide）。雙層板可以看作把兩個(gè)單層板相對(duì)粘合在一起組成，板的兩面都有電子元件和走線(xiàn)。有時(shí)候需要把一面的單線(xiàn)連接到板的另一面，這就要通過(guò)導(dǎo)孔（via）。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿(mǎn)或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線(xiàn)相連接。現(xiàn)在很多電腦主板都在用4層甚至6層PCB板，而顯卡一般都在用了6層PCB板，很多高端顯卡像nVIDIAGeForce4Ti系列就采用了8層PCB板，這就是所謂的多層PCB板。在多層PCB板上也會(huì)遇到連接各個(gè)層之間線(xiàn)路的問(wèn)題，也可以通過(guò)導(dǎo)孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于是多層PCB板，所以有時(shí)候?qū)Э撞恍枰┩刚麄€(gè)PCB板，這樣的導(dǎo)孔叫做埋孔（Buriedvias）和盲孔（Blindvias），因?yàn)樗鼈冎淮┩钙渲袔讓印Ｃた资菍讓觾?nèi)部PCB與表面PCB連接，不須穿透整個(gè)板子。埋孔則只連接內(nèi)部的PCB，所以光是從表面是看不出來(lái)的。在多層板PCB中，整層都直接連接上地線(xiàn)與電源。所以我們將各層分類(lèi)為信號(hào)層（Signal），電源層（Power）或是地線(xiàn)層（Ground）。如果PCB上的零件需要不同的電源供應(yīng)，通常這類(lèi)PCB會(huì)有兩層以上的電源與電線(xiàn)層。采用的PCB板層數(shù)越多，成本也就越高。當(dāng)然，采用更多層的PCB板對(duì)提供信號(hào)的穩(wěn)定性很有幫助。

專(zhuān)業(yè)的PCB板制作過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，拿4層PCB板為例。主板的PCB大都是4層的。制造的時(shí)候是先將中間兩層各自碾壓、裁剪、蝕刻、氧化電鍍后，這4層分別是元器件面、電源層、地層和焊錫壓層。再將這4層放在一起碾壓成一塊主板的PCB。接著打孔、做過(guò)孔。洗凈之后，將外面兩層的線(xiàn)路印上、敷銅、蝕刻、測(cè)試、阻焊層、絲印。最后將整版PCB（含許多塊主板）沖壓成一塊塊主板的PCB，再通過(guò)測(cè)試后進(jìn)行真空包裝。如果PCB制作過(guò)程中銅皮敷著得不好，會(huì)有粘貼不牢現(xiàn)象，容易隱含短路或電容效應(yīng)（容易產(chǎn)生干擾）。PCB上的過(guò)孔也是必須注意的。如果孔打得不是在正中間，而是偏向一邊，就會(huì)產(chǎn)生不均勻匹配，或者容易與中間的電源層或地層接觸，從而產(chǎn)生潛在短路或接地不良因素。

銅線(xiàn)布線(xiàn)過(guò)程

制作的第一步是建立出零件間聯(lián)機(jī)的布線(xiàn)。我們采用負(fù)片轉(zhuǎn)印方式將工作底片表現(xiàn)在金屬導(dǎo)體上。這項(xiàng)技巧是將整個(gè)表面鋪上一層薄薄的銅箔，并且把多余的部份給消除。追加式轉(zhuǎn)印是另一種比較少人使用的方式，這是只在需要的地方敷上銅線(xiàn)的方法，不過(guò)我們?cè)谶@里就不多談了。正光阻劑是由感光劑制成的，它在照明下會(huì)溶解。有很多方式可以處理銅表面的光阻劑，不過(guò)最普遍的方式，是將它加熱，并在含有光阻劑的表面上滾動(dòng)。它也可以用液態(tài)的方式噴在上頭，不過(guò)干膜式提供比較高的分辨率，也可以制作出比較細(xì)的導(dǎo)線(xiàn)。遮光罩只是一個(gè)制造中PCB層的模板。在PCB板上的光阻劑經(jīng)過(guò)UV光曝光之前，覆蓋在上面的遮光罩可以防止部份區(qū)域的光阻劑不被曝光。這些被光阻劑蓋住的地方，將會(huì)變成布線(xiàn)。在光阻劑顯影之后，要蝕刻的其它的裸銅部份。蝕刻過(guò)程可以將板子浸到蝕刻溶劑中，或是將溶劑噴在板子上。一般用作蝕刻溶劑使用三氯化鐵等。蝕刻結(jié)束后將剩下的光阻劑去除掉。

1.布線(xiàn)寬度和電流

一般寬度不宜小于0.2mm（8mil）

在高密度高精度的PCB上，間距和線(xiàn)寬一般0.3mm（12mil）。

當(dāng)銅箔的厚度在50um左右時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)寬度1～1.5mm （60mil） = 2A

公共地一般80mil，對(duì)于有微處理器的應(yīng)用更要注意。

2.到底多高的頻率才算高速板？

當(dāng)信號(hào)的上升/下降沿時(shí)間《 3~6倍信號(hào)傳輸時(shí)間時(shí)，即認(rèn)為是高速信號(hào)。

對(duì)于數(shù)字電路，關(guān)鍵是看信號(hào)的邊沿陡峭程度，即信號(hào)的上升、下降時(shí)間，

按照一本非常經(jīng)典的書(shū)《High Speed Digtal Design》的理論，信號(hào)從10%上升到90%的時(shí)間小于6倍導(dǎo)線(xiàn)延時(shí)，就是高速信號(hào)！------即！即使8KHz的方波信號(hào)，只要邊沿足夠陡峭，一樣是高速信號(hào)，在布線(xiàn)時(shí)需要使用傳輸線(xiàn)路論

3.PCB板的堆疊與分層

四層板有以下幾種疊層順序。下面分別把各種不同的疊層優(yōu)劣作說(shuō)明：

第一種情況

GND

S1+POWER

S2+POWER

GND

第二種情況

SIG1

GND

POWER

SIG2

第三種情況

GND

S1

S2

POWER

注：S1 信號(hào)布線(xiàn)一層，S2 信號(hào)布線(xiàn)二層;GND 地層 POWER 電源層

第一種情況，應(yīng)當(dāng)是四層板中最好的一種情況。因?yàn)橥鈱邮堑貙樱瑢?duì)EMI有屏蔽作用，同時(shí)電源層同地層也可靠得很近，使得電源內(nèi)阻較小，取得最佳郊果。但第一種情況不能用于當(dāng)本板密度比較大的情況。因?yàn)檫@樣一來(lái)，就不能保證第一層地的完整性，這樣第二層信號(hào)會(huì)變得更差。另外，此種結(jié)構(gòu)也不能用于全板功耗比較大的情況。

第二種情況，是我們平時(shí)最常用的一種方式。從板的結(jié)構(gòu)上，也不適用于高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)。因?yàn)樵谶@種結(jié)構(gòu)中，不易保持低電源阻抗。以一個(gè)板2毫米為例：要求Z0=50ohm. 以線(xiàn)寬為8mil.銅箔厚為35цm。這樣信號(hào)一層與地層中間是0.14mm。而地層與電源層為1.58mm。這樣就大大的增加了電源的內(nèi)阻。在此種結(jié)構(gòu)中，由于輻射是向空間的，需加屏蔽板，才能減少EMI。

第三種情況，S1層上信號(hào)線(xiàn)質(zhì)量最好。S2次之。對(duì)EMI有屏蔽作用。但電源阻抗較大。此板能用于全板功耗大而該板是干擾源或者說(shuō)緊臨著干擾源的情況下。

4.阻抗匹配

反射電壓信號(hào)的幅值由源端反射系數(shù)ρs和負(fù)載反射系數(shù)ρL 決定

ρL = （RL - Z0） / （RL + Z0） 和 ρS = （RS - Z0） / （RS + Z0）

在上式中，若RL=Z0則負(fù)載反射系數(shù)ρL=0。若 RS=Z0源端反射系數(shù)ρS=0。

由于普通的傳輸線(xiàn)阻抗Z0通常應(yīng)滿(mǎn)足50Ω的要求50Ω左右，而負(fù)載阻抗通常在幾千歐姆到幾十千歐姆。因此，在負(fù)載端實(shí)現(xiàn)阻抗匹配比較困難。然而，由于信號(hào)源端（輸出）阻抗通常比較小，大致為十幾歐姆。因此在源端實(shí)現(xiàn)阻抗匹配要容易的多。如果在負(fù)載端并接電阻，電阻會(huì)吸收部分信號(hào)對(duì)傳輸不利（我的理解）。當(dāng)選擇TTL/CMOS標(biāo)準(zhǔn) 24mA驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，其輸出阻抗大致為13Ω。若傳輸線(xiàn)阻抗Z0=50Ω，那么應(yīng)該加一個(gè)33Ω的源端匹配電阻。13Ω+33Ω=46Ω （近似于50Ω，弱的欠阻尼有助于信號(hào)的setup時(shí)間）

當(dāng)選擇其他傳輸標(biāo)準(zhǔn)和驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，匹配阻抗會(huì)有差異。在高速的邏輯和電路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)一些關(guān)鍵的信號(hào)，如時(shí)鐘、控制信號(hào)等，我們建議一定要加源端匹配電阻。

這樣接了信號(hào)還會(huì)從負(fù)載端反射回來(lái)，因?yàn)樵炊俗杩蛊ヅ洌瓷浠貋?lái)的信號(hào)不會(huì)再反射回去。

5.電源線(xiàn)和地線(xiàn)布局注意事項(xiàng)

電源線(xiàn)盡量短，走直線(xiàn)，而且最好走樹(shù)形、不要走環(huán)形

地線(xiàn)環(huán)路問(wèn)題：對(duì)于數(shù)字電路來(lái)說(shuō)，地線(xiàn)環(huán)路造成的地線(xiàn)環(huán)流也就是幾十毫伏級(jí)別的，而TTL的抗干擾門(mén)限是1.2V，CMOS電路更可以達(dá)到1/2電源電壓，也就是說(shuō)地線(xiàn)環(huán)流根本就不會(huì)對(duì)電路的工作造成不良影響。相反，如果地線(xiàn)不閉合，問(wèn)題會(huì)更大，因?yàn)閿?shù)字電路在工作的時(shí)候產(chǎn)生的脈沖電源電流會(huì)造成各點(diǎn)的地電位不平衡，比如本人實(shí)測(cè)74LS161在反轉(zhuǎn)時(shí)地線(xiàn)電流1.2A（用2Gsps示波器測(cè)出，地電流脈沖寬度7ns）。在大脈沖電流的沖擊下，如果采用枝狀地線(xiàn)（線(xiàn)寬25mil）分布，地線(xiàn)間各個(gè)點(diǎn)的電位差將會(huì)達(dá)到百毫伏級(jí)別。而采用地線(xiàn)環(huán)路之后，脈沖電流會(huì)散布到地線(xiàn)的各個(gè)點(diǎn)去，大大降低了干擾電路的可能。采用閉合地線(xiàn)，實(shí)測(cè)出各器件的地線(xiàn)最大瞬時(shí)電位差是不閉合地線(xiàn)的二分之一到五分之一。當(dāng)然不同密度不同速度的電路板實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)差異很大，我上面所說(shuō)，指的是大約相當(dāng)于Protel 99SE所附帶的Z80 Demo板的水平;對(duì)于低頻模擬電路，我認(rèn)為地線(xiàn)閉合后的工頻干擾是從空間感應(yīng)到的，這是無(wú)論如何也仿真和計(jì)算不出來(lái)的。如果地線(xiàn)不閉合，不會(huì)產(chǎn)生地線(xiàn)渦流，beckhamtao所謂“但地線(xiàn)開(kāi)環(huán)這個(gè)工頻感應(yīng)電壓會(huì)更大。”的理論依據(jù)和在？舉兩個(gè)實(shí)例，7年前我接手別人的一個(gè)項(xiàng)目，精密壓力計(jì)，用的是14位A/D轉(zhuǎn)換器，但實(shí)測(cè)只有11位有效精度，經(jīng)查，地線(xiàn)上有15mVp-p的工頻干擾，解決方法就是把PCB的模擬地環(huán)路劃開(kāi)，前端傳感器到A/D的地線(xiàn)用飛線(xiàn)作枝狀分布，后來(lái)量產(chǎn)的型號(hào)PCB重新按照飛線(xiàn)的走線(xiàn)生產(chǎn)，至今未出現(xiàn)問(wèn)題。第二個(gè)例子，一個(gè)朋友熱愛(ài)發(fā)燒，自己DIY了一臺(tái)功放，但輸出始終有交流聲，我建議其將地線(xiàn)環(huán)路切開(kāi)，問(wèn)題解決。事后此位老兄查閱數(shù)十種“Hi-Fi名機(jī)”P(pán)CB圖，證實(shí)無(wú)一種機(jī)器在模擬部分采用地線(xiàn)環(huán)路。

6.印制電路板設(shè)計(jì)原則和抗干擾措施

印制電路板（PCB）是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術(shù)的飛速發(fā)展，PGB的密度越來(lái)越高。PCB設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。因此，在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)。必須遵守PCB設(shè)計(jì)的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。

PCB設(shè)計(jì)的一般原則

要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布且及導(dǎo)線(xiàn)的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB.應(yīng)遵循以下一般原則：

布局

首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過(guò)大時(shí)，印制線(xiàn)條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加;過(guò)小，則散熱不好，且鄰近線(xiàn)條易受干擾。在確定PCB尺寸后。再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。

在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：

（1）盡可能縮短高頻元器件之間的連線(xiàn)，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

（2）某些元器件或?qū)Ь€(xiàn)之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

（3）重量超過(guò)15g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。

（4）對(duì)于電位器、可調(diào)電感線(xiàn)圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方;若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。

（5）應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。

根據(jù)電路的功能單元。對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

（1）按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

（2）以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、 整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線(xiàn)和連接。

（3）在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀(guān)。而且裝焊容易。易于批量生產(chǎn)。

（4）位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為3：2成4：3。電路板面尺寸大于200x150mm時(shí)。應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。

2.布線(xiàn)

布線(xiàn)的原則如下：

（1）輸入輸出端用的導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線(xiàn)間地線(xiàn)，以免發(fā)生反饋藕合。

（2）印制攝導(dǎo)線(xiàn)的最小寬度主要由導(dǎo)線(xiàn)與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為 0.05mm、寬度為 1 ~ 15mm 時(shí)。通過(guò) 2A的電流，溫度不會(huì)高于3℃，因此。導(dǎo)線(xiàn)寬度為1.5mm可滿(mǎn)足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.02~0.3mm導(dǎo)線(xiàn)寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線(xiàn)。尤其是電源線(xiàn)和地線(xiàn)。導(dǎo)線(xiàn)的最小間距主要由最壞情況下的線(xiàn)間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至5~8mm。

（3）印制導(dǎo)線(xiàn)拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則。長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。

3.焊盤(pán)

焊盤(pán)中心孔要比器件引線(xiàn)直徑稍大一些。焊盤(pán)太大易形成虛焊。焊盤(pán)外徑D一般不小于（d+1.2）mm，其中d為引線(xiàn)孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤(pán)最小直徑可取（d+1.0）mm。

PCB及電路抗干擾措施

印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)常用措施做一些說(shuō)明。

1.電源線(xiàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)印制線(xiàn)路板電流的大小，盡量加租電源線(xiàn)寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)、使電源線(xiàn)、地線(xiàn)的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

2.地線(xiàn)設(shè)計(jì)

地線(xiàn)設(shè)計(jì)的原則是：

（1）數(shù)字地與模擬地分開(kāi)。若線(xiàn)路板上既有邏輯電路又有線(xiàn)性電路，應(yīng)使它們盡量分開(kāi)。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線(xiàn)有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線(xiàn)應(yīng)短而租，高頻元件周?chē)M量用柵格狀大面積地箔。

（2）接地線(xiàn)應(yīng)盡量加粗。若接地線(xiàn)用很紉的線(xiàn)條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線(xiàn)加粗，使它能通過(guò)三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線(xiàn)應(yīng)在2~3mm以上。

（3）接地線(xiàn)構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。

3.退藕電容配置

PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙荨?/p>

退藕電容的一般配置原則是：

（1）電源輸入端跨接10 ~100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。

（2）原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1 ~ 10pF的但電容。

（3）對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如 RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線(xiàn)和地線(xiàn)之間直接接入退藕電容。

（4）電容引線(xiàn)不能太長(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線(xiàn)。

此外，還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

（1）在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)。操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用附圖所示的 RC 電路來(lái)吸收放電電流。一般 R 取 1 ~ 2K，C取2.2 ~ 47UF。

（2）CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源。

7.實(shí)現(xiàn)PCB高效自動(dòng)布線(xiàn)的設(shè)計(jì)技巧和要點(diǎn)

盡管現(xiàn)在的EDA工具很強(qiáng)大，但隨著PCB尺寸要求越來(lái)越小，器件密度越來(lái)越高，PCB設(shè)計(jì)的難度并不小。如何實(shí)現(xiàn)PCB高的布通率以及縮短設(shè)計(jì)時(shí)間呢？本文介紹PCB規(guī)劃、布局和布線(xiàn)的設(shè)計(jì)技巧和要點(diǎn)。 現(xiàn)在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)間越來(lái)越短，越來(lái)越小的電路板空間，越來(lái)越高的器件密度，極其苛刻的布局規(guī)則和大尺寸的組件使得設(shè)計(jì)師的工作更加困難。為了解決設(shè)計(jì)上的困難，加快產(chǎn)品的上市，現(xiàn)在很多廠(chǎng)家傾向于采用專(zhuān)用EDA工具來(lái)實(shí)現(xiàn)PCB的設(shè)計(jì)。但專(zhuān)用的EDA工具并不能產(chǎn)生理想的結(jié)果，也不能達(dá)到100%的布通率，而且很亂，通常還需花很多時(shí)間完成余下的工作。

現(xiàn)在市面上流行的EDA工具軟件很多，但除了使用的術(shù)語(yǔ)和功能鍵的位置不一樣外都大同小異，如何用這些工具更好地實(shí)現(xiàn)PCB的設(shè)計(jì)呢？在開(kāi)始布線(xiàn)之前對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行認(rèn)真的分析以及對(duì)工具軟件進(jìn)行認(rèn)真的設(shè)置將使設(shè)計(jì)更加符合要求。下面是一般的設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟。

1、確定PCB的層數(shù)

電路板尺寸和布線(xiàn)層數(shù)需要在設(shè)計(jì)初期確定。如果設(shè)計(jì)要求使用高密度球柵數(shù)組（BGA）組件，就必須考慮這些器件布線(xiàn)所需要的最少布線(xiàn)層數(shù)。布線(xiàn)層的數(shù)量以及層疊（stack-up）方式會(huì)直接影響到印制線(xiàn)的布線(xiàn)和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線(xiàn)寬度，實(shí)現(xiàn)期望的設(shè)計(jì)效果。

多年來(lái)，人們總是認(rèn)為電路板層數(shù)越少成本就越低，但是影響電路板的制造成本還有許多其它因素。近幾年來(lái)，多層板之間的成本差別已經(jīng)大大減小。在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布，以避免在設(shè)計(jì)臨近結(jié)束時(shí)才發(fā)現(xiàn)有少量信號(hào)不符合已定義的規(guī)則以及空間要求，從而被迫添加新層。在設(shè)計(jì)之前認(rèn)真的規(guī)劃將減少布線(xiàn)中很多的麻煩。

2、設(shè)計(jì)規(guī)則和限制

自動(dòng)布線(xiàn)工具本身并不知道應(yīng)該做些什幺。為完成布線(xiàn)任務(wù)，布線(xiàn)工具需要在正確的規(guī)則和限制條件下工作。不同的信號(hào)線(xiàn)有不同的布線(xiàn)要求，要對(duì)所有特殊要求的信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，不同的設(shè)計(jì)分類(lèi)也不一樣。每個(gè)信號(hào)類(lèi)都應(yīng)該有優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)越高，規(guī)則也越嚴(yán)格。規(guī)則涉及印制線(xiàn)寬度、過(guò)孔的最大數(shù)量、平行度、信號(hào)線(xiàn)之間的相互影響以及層的限制，這些規(guī)則對(duì)布線(xiàn)工具的性能有很大影響。認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)要求是成功布線(xiàn)的重要一步。

3、組件的布局

為最優(yōu)化裝配過(guò)程，可制造性設(shè)計(jì)（DFM）規(guī)則會(huì)對(duì)組件布局產(chǎn)生限制。如果裝配部門(mén)允許組件移動(dòng)，可以對(duì)電路適當(dāng)優(yōu)化，更便于自動(dòng)布線(xiàn)。所定義的規(guī)則和約束條件會(huì)影響布局設(shè)計(jì)。

在布局時(shí)需考慮布線(xiàn)路徑（routing channel）和過(guò)孔區(qū)域。這些路徑和區(qū)域?qū)υO(shè)計(jì)人員而言是顯而易見(jiàn)的，但自動(dòng)布線(xiàn)工具一次只會(huì)考慮一個(gè)信號(hào)，通過(guò)設(shè)置布線(xiàn)約束條件以及設(shè)定可布信號(hào)線(xiàn)的層，可以使布線(xiàn)工具能像設(shè)計(jì)師所設(shè)想的那樣完成布線(xiàn)。

4、扇出設(shè)計(jì)

在扇出設(shè)計(jì)階段，要使自動(dòng)布線(xiàn)工具能對(duì)組件引腳進(jìn)行連接，表面貼裝器件的每一個(gè)引腳至少應(yīng)有一個(gè)過(guò)孔，以便在需要更多的連接時(shí)，電路板能夠進(jìn)行內(nèi)層連接、在線(xiàn)測(cè)試（ICT）和電路再處理。

為了使自動(dòng)布線(xiàn)工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過(guò)孔尺寸和印制線(xiàn)，間隔設(shè)置為50mil較為理想。要采用使布線(xiàn)路徑數(shù)最大的過(guò)孔類(lèi)型。進(jìn)行扇出設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到電路在線(xiàn)測(cè)試問(wèn)題。測(cè)試夾具可能很昂貴，而且通常是在即將投入全面生產(chǎn)時(shí)才會(huì)訂購(gòu)，如果這時(shí)候才考慮添加節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)100%可測(cè)試性就太晚了。

經(jīng)過(guò)慎重考慮和預(yù)測(cè)，電路在線(xiàn)測(cè)試的設(shè)計(jì)可在設(shè)計(jì)初期進(jìn)行，在生產(chǎn)過(guò)程后期實(shí)現(xiàn)，根據(jù)布線(xiàn)路徑和電路在線(xiàn)測(cè)試來(lái)確定過(guò)孔扇出類(lèi)型，電源和接地也會(huì)影響到布線(xiàn)和扇出設(shè)計(jì)。為降低濾波電容器連接線(xiàn)產(chǎn)生的感抗，過(guò)孔應(yīng)盡可能靠近表面貼裝器件的引腳，必要時(shí)可采用手動(dòng)布線(xiàn)，這可能會(huì)對(duì)原來(lái)設(shè)想的布線(xiàn)路徑產(chǎn)生影響，甚至可能會(huì)導(dǎo)致你重新考慮使用哪種過(guò)孔，因此必須考慮過(guò)孔和引腳感抗間的關(guān)系并設(shè)定過(guò)孔規(guī)格的優(yōu)先級(jí)。

5、手動(dòng)布線(xiàn)以及關(guān)鍵信號(hào)的處理

盡管本文主要論述自動(dòng)布線(xiàn)問(wèn)題，但手動(dòng)布線(xiàn)在現(xiàn)在和將來(lái)都是印刷電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)重要過(guò)程。采用手動(dòng)布線(xiàn)有助于自動(dòng)布線(xiàn)工具完成布線(xiàn)工作。如圖2a和圖2b所示，通過(guò)對(duì)挑選出的網(wǎng)絡(luò)（net）進(jìn)行手動(dòng)布線(xiàn)并加以固定，可以形成自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)可依據(jù)的路徑。

無(wú)論關(guān)鍵信號(hào)的數(shù)量有多少，首先對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行布線(xiàn)，手動(dòng)布線(xiàn)或結(jié)合自動(dòng)布線(xiàn)工具均可。關(guān)鍵信號(hào)通常必須通過(guò)精心的電路設(shè)計(jì)才能達(dá)到期望的性能。布線(xiàn)完成后，再由有關(guān)的工程人員來(lái)對(duì)這些信號(hào)布線(xiàn)進(jìn)行檢查，這個(gè)過(guò)程相對(duì)容易得多。檢查通過(guò)后，將這些線(xiàn)固定，然后開(kāi)始對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線(xiàn)。

6、自動(dòng)布線(xiàn)

對(duì)關(guān)鍵信號(hào)的布線(xiàn)需要考慮在布線(xiàn)時(shí)控制一些電參數(shù)，比如減小分布電感和EMC等，對(duì)于其它信號(hào)的布線(xiàn)也類(lèi)似。所有的EDA廠(chǎng)商都會(huì)提供一種方法來(lái)控制這些參數(shù)。在了解自動(dòng)布線(xiàn)工具有哪些輸入?yún)?shù)以及輸入?yún)?shù)對(duì)布線(xiàn)的影響后，自動(dòng)布線(xiàn)的質(zhì)量在一定程度上可以得到保證。

應(yīng)該采用通用規(guī)則來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線(xiàn)。通過(guò)設(shè)置限制條件和禁止布線(xiàn)區(qū)來(lái)限定給定信號(hào)所使用的層以及所用到的過(guò)孔數(shù)量，布線(xiàn)工具就能按照工程師的設(shè)計(jì)思想來(lái)自動(dòng)布線(xiàn)。如果對(duì)自動(dòng)布線(xiàn)工具所用的層和所布過(guò)孔的數(shù)量不加限制，自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)將會(huì)使用到每一層，而且將會(huì)產(chǎn)生很多過(guò)孔。

在設(shè)置好約束條件和應(yīng)用所創(chuàng)建的規(guī)則后，自動(dòng)布線(xiàn)將會(huì)達(dá)到與預(yù)期相近的結(jié)果，當(dāng)然可能還需要進(jìn)行一些整理工作，同時(shí)還需要確保其它信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)的空間。在一部分設(shè)計(jì)完成以后，將其固定下來(lái)，以防止受到后邊布線(xiàn)過(guò)程的影響。

采用相同的步驟對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行布線(xiàn)。布線(xiàn)次數(shù)取決于電路的復(fù)雜性和你所定義的通用規(guī)則的多少。每完成一類(lèi)信號(hào)后，其余網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)的約束條件就會(huì)減少。但隨之而來(lái)的是很多信號(hào)布線(xiàn)需要手動(dòng)干預(yù)。現(xiàn)在的自動(dòng)布線(xiàn)工具功能非常強(qiáng)大，通常可完成100%的布線(xiàn)。但是當(dāng)自動(dòng)布線(xiàn)工具未完成全部信號(hào)布線(xiàn)時(shí)，就需對(duì)余下的信號(hào)進(jìn)行手動(dòng)布線(xiàn)。

7、自動(dòng)布線(xiàn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括：

7.1 略微改變?cè)O(shè)置，試用多種路徑布線(xiàn);

7.2 保持基本規(guī)則不變，試用不同的布線(xiàn)層、不同的印制線(xiàn)和間隔寬度以及不同線(xiàn)寬、不同類(lèi)型的過(guò)孔如盲孔、埋孔等，觀(guān)察這些因素對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果有何影響;

7.3讓布線(xiàn)工具對(duì)那些默認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)根據(jù)需要進(jìn)行處理;

7.4信號(hào)越不重要，自動(dòng)布線(xiàn)工具對(duì)其布線(xiàn)的自由度就越大。

8、布線(xiàn)的整理

如果你所使用的EDA工具軟件能夠列出信號(hào)的布線(xiàn)長(zhǎng)度，檢查這些數(shù)據(jù)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些約束條件很少的信號(hào)布線(xiàn)的長(zhǎng)度很長(zhǎng)。這個(gè)問(wèn)題比較容易處理，通過(guò)手動(dòng)編輯可以縮短信號(hào)布線(xiàn)長(zhǎng)度和減少過(guò)孔數(shù)量。在整理過(guò)程中，你需要判斷出哪些布線(xiàn)合理，哪些布線(xiàn)不合理。同手動(dòng)布線(xiàn)設(shè)計(jì)一樣，自動(dòng)布線(xiàn)設(shè)計(jì)也能在檢查過(guò)程中進(jìn)行整理和編輯。

9、電路板的外觀(guān)

以前的設(shè)計(jì)常常注意電路板的視覺(jué)效果，現(xiàn)在不一樣了。自動(dòng)設(shè)計(jì)的電路板不比手動(dòng)設(shè)計(jì)的美觀(guān)，但在電子特性上能滿(mǎn)足規(guī)定的要求，而且設(shè)計(jì)的完整性能得到保證。
來(lái)源：eechina