印制线路板设计与布局布线_二_
印制线路板设计与布局布线(一)
此 。但实际上半 导体器件生产企业（ 个别除外 ） 在提供 标
准器件 的同时 ， 没有 考虑 Ｅ 并 ＭＣ 问题 ， 是 把 这 个 问 题 而
展 ，Ｃ Ｐ Ｂ的 技 术 也 必 须 随 之发 展 ， 然也 包 括 基 本 的 Ｐ Ｂ 当 Ｃ Ｅ ＭＣ设 计 技 术 。在 十 年前 ， 些 Ｅ Ｃ设 计 技 术还 只适 用 有 Ｍ 于 “ 级 ” Ｃ 但 现 在 已经 普遍 应 用 到所 有类 型 的 Ｐ Ｂ 高 Ｐ Ｂ， Ｃ 。
‰ ， 、
计和生产 Ｐ Ｂ时得到解决 。 Ｃ 在完成了 Ｐ Ｂ上电子线路 的 Ｃ
Ｅ ＭＣ设 计 和元 器件 的 选 取后 ，Ｃ Ｐ Ｂ的设 计 和 布 局 布 线 在 解决 Ｅ ＭＣ问题 上 具 有 最 佳 的 成 本 效益 比 。 不 幸 的 是 ，许 多项 目经 理 都 认 为 只 有 将 材 料 成 本 降
（ 上接 ２ １ ０ ０年 第 ５ ８ 期 ８页 ）
的增加 ，与将产 品及 时推 向市场和有效 降低产品设计方
案 临 时 更 改 的 次 数 相 比 ， 是 微 不 足 道 的 。 事实 上 ， 多 都 许 企 业 都 曾经 历过 产 品 的 反 复设 计 ， 终 得 到 的 Ｐ Ｂ设 计 最 Ｃ
品初期设计 阶段 ， 此时所针对的装 配级 别也是最低的 。 理
想 情 况 下 ， 于 集 成 电 路 （Ｃ） 其 他 半 导 体 器 件 也 应 如 对 Ｉ 和
５１ ．． ２本部分 内容 的适用范 围 本部分 内容基 于作者 为英 国曼彻斯特大学电子仪器 与 系统 专业 的 硕士 研究 生 所讲 授 的 Ｅ ＭＣ课 程 的教 材
电路设计流程如何进行电路布局与布线规划
电路设计流程如何进行电路布局与布线规划电路设计是电子工程中的重要环节，电路布局和布线规划是其中的关键步骤。
正确的电路布局和布线规划能够使电路稳定运行、减少干扰和噪声，并提高电路的可靠性和性能。
本文将介绍电路设计流程中电路布局和布线规划的具体步骤和注意事项。
1. 电路布局电路布局是将电路元件在电路板上合理地摆放的过程，目的是确保信号传输的良好、电路的稳定性和散热效果的优良。
以下是电路布局的步骤：步骤一：分析和理解电路需求。
首先要了解电路所需的功能和性能要求，确定元器件、接口和布局的大致位置，评估电路中各组件的功耗和散热要求。
步骤二：选择基本电路板形状和尺寸。
根据电路的复杂程度和尺寸要求，选择适合的电路板形状和尺寸。
通常有单面板、双面板和多层板等选择。
步骤三：划定电源和地线区域。
将电源线和地线线路规划在电路板上的特定区域，以减少信号干扰和提供稳定的电源。
步骤四：确定信号链路。
根据电路设计要求，确定信号链路的布局，将相关组件相对靠近，减少信号线路长度，提高信号传输的稳定性和抗干扰能力。
步骤五：考虑散热问题。
根据电路元器件的功耗和热散热要求，合理安排散热元件的位置和通风空隙，以保持电路的稳定运行。
步骤六：考虑维护和测试。
合理安排电路板上组件的布局，方便后期的维护和测试，例如标记元件的编号和提供测试点。
2. 布线规划布线规划是将电路元件之间的信号线路连接起来的过程，合理的布线规划可以减少仿真误差和信号干扰，提高电路的性能和可靠性。
以下是布线规划的步骤：步骤一：制定布线策略。
根据电路的复杂度和信号传输要求，制定合适的布线策略，例如单边布线、双边布线或者多层布线等。
步骤二：划分信号和电源地线。
将信号线和电源线进行分离，以减少信号间的相互干扰。
步骤三：避免交叉干扰。
根据信号线的性质，避免交叉布线，尤其是高频和低频信号。
步骤四：平衡信号线长度。
为了减少信号延迟和时钟偏移，应尽量平衡布线中信号线长度，确保信号到达时间的同步性。
pcb布局布线规则
PART 1
基础理论与知识
PCB板层（Printing Circuit Board）
silk screen (Top overlay): 丝印层 solder Mask (Top/Bottom): 阻焊层 Paste Mask (Top/Bottom): 锡膏层 Top: 顶层是元件层 Bottom: 底层是焊接层 Drill Guide(Drill Drawing): 钻孔层 Keep out layer: 禁止布线层，用于设置PCB边缘 Mechanical Layer: 机械层用于放置电路板尺寸 Multi Layer: 穿透层 Vcc Layer: 中间电源层 Gnd Layer: 中间地层
进行PCB设计时应遵循的规则
电源与地线层的完整性规则
对于导通孔密集的区域，要注意避免孔在电源和地层的挖空区域相互连接，形成对平面层的分割，从而破坏平面层的完整性，并进而导致信号线在地层的回路面积增大
进行PCB设计时应遵循的规则
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，难以避免的中间用地层隔离。
PCB整体布局（例子）
PCB的各种钻孔
PCB有非镀铜孔（NPTH）、镀铜孔（PTH）、过孔（VIA）、埋孔（Buried)、盲孔（Blind)等。
(1).镀通孔(PTH):孔壁镀覆金属来连接中间层和外层导电图形的孔.(2).非镀通孔(NPTH):孔壁不镀覆金属来机械安装和机械固定组件的孔.(如螺丝孔)(3).导通孔(VIA):用于PCB不用层之间的电气连接,(如盲孔和埋孔),不能插装组件引脚或其他增强材料的镀通孔. 盲孔(Buried) :用于多层PCB内层和外层之间的电气连接. 埋孔(Blind) :用于多层PCB内层和内层之间的电器连接.
PCB布局、布线基本规则
PCB布局、布线基本规则（PCB）又被称为印刷电路板(Printed Circuit Board)，它可以实现（电子元器件）间的线路连接和功能实现，也是（电源电路）设计中重要的组成部分。
今天就将以本文来介绍PCB板布局布线的基本规则。
元件布局基本规则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）;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;元器件的外侧距板边的距离为5mm;贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm;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;发热元件不能紧邻导线和热敏元件;高热器件要均衡分布;（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;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。
元件基本布线规则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。
PCB印制电路板设计技术要求
PCB印制电路板设计技术要求PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）是电子设备中用于支持和连接各种电子组件的基础元件。
设计一块高质量、可靠的PCB是保证电子设备性能和稳定性的重要步骤。
下面将介绍一些PCB设计的技术要求。
1.元件布局和定位：元件布局和定位是PCB设计的基础，正确的元件布局和定位对于电路的性能和布线的可靠性至关重要。
布局应该将元件放置在合适的位置，以便于信号的流通和热量的散发。
元件之间的间距应当适中，以便于布线并避免电磁干扰。
元件的定位应当准确，确保其与元件的连接点对齐。
2.布线规则和长度匹配：布线是PCB设计中最重要的环节之一，良好的布线能够保证电路的稳定性和性能。
布线规则包括信号层与电源层的分割、信号线与电源线的分离、地线的铺设等。
布线中还需进行长度匹配，即保持关键信号线的长度一致，以确保信号的同步传输和稳定性。
3.层次划分和层间连接：在设计复杂的PCB时，为了提高布线的效率和可靠性，可以采用多层PCB设计。
层次划分可以根据信号和电源的分布情况，将信号层、地层、电源层等划分到不同的PCB层次中。
层间连接则通过过孔（Via）进行，通过过孔将不同PCB层次之间的信号连接起来。
4.PCB尺寸和形状：PCB的尺寸和形状应当满足设备的要求，并考虑到制造和装配的限制。
PCB尺寸的选择应当充分考虑元件的布局、线路的布线以及设备的外形和空间要求。
同时，不规则形状的PCB设计也会增加制造的复杂度和成本，因此应当尽可能选择规整的形状。
5.阻抗控制和信号完整性：在高速数字电路和射频电路设计中，阻抗控制和信号完整性非常重要。
在布线过程中，应当通过调整信号线的宽度和间距，以及信号层和地层的分布，来实现所需要的阻抗匹配。
同时，需要采取一些措施来减少或避免信号的串扰和噪声。
6.焊盘和焊接技术：在PCB设计中，焊盘和焊接技术的合理选择对于元件的连接和电路的稳定性至关重要。
焊盘的形状和尺寸应当根据元件的引脚形态和间距进行设计，以保证焊接的可靠性。
印制电路板的设计与制作
印制电路板的设计和制作本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原那么；应用ＰＲＯＴＥＬ设计印制电路板的根本步骤及设计例如；印制电路板的手工制作和专业制作的方法，并以实验室常用的ＶＰ１０８Ｋ电路板制作系统为例，介绍了ＰＣＢ的制作步骤和方法。
章末附有印制电路板的设计和制作训练。
现代印制电路板〔简称ＰＣＢ，以下ＰＣＢ即指印制电路板〕的设计大多使用电脑专业设计软件进展，ＰＣＢ的制作也是通过专业制作厂家完成的。
因此，大批量的ＰＣＢ生产常常是用户自己设计好印制板，将文档资料交给印制板生产厂家，由其完成ＰＣＢ板的制作。
ＰＲＯＴＥＬ就是一种被广泛使用的印制板设计软件，它设计出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所承受。
因此本章首先介绍使用ＰＲＯＴＥＬ进展印制板设计的一般步骤，给出一个设计例如，然后简单介绍手工制作印制板的一般方法，最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备ＶＰ１０８Ｋ。
１２１印制电路板的设计原那么印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节，假设设计不当，会直接影响整机的电路性能，也直接影响整机的质量水平。
它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的根本功之一，是实践性十分强的技术工作。
印制电路板的设计是根据电路原理图进展的，所以必须研究电路中各元件的排列，确定它们在印制电路板上的最正确位置。
在确定元件的位置时，还应考虑各元件的尺寸、质量、物理构造、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。
可先草拟几种方案，经比拟后确定最正确方案，并按正确比例画出设计图样。
画图在早期主要靠手工完成，十分繁琐，目前大多用计算机完成，但前述的设计原那么既可适用于手工画图设计，也可适用于计算机设计。
对于印制电路板来说，一般情况下，总是将元件放在一面，我们把放置元件的一面称为元件面。
印制板的另一面用于布置印制导线〔对于双面板，元件面也要放置导线〕和进展焊接，我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。
如果电路较复杂，元件面和焊接面容不下所有的导线，就要做成多面板。
PCB板布局原则布线技巧
PCB板布局原则布线技巧1.PCB板布局原则：-分区布局：将电路板分成不同的区域，将功能相似的电路组件放在同一区域内，有利于信号的传输和维护。
比如，将稳压电路、放大电路、数字电路等放在不同的区域内。
-尽量减少线路长度：线路长度越长，电阻和电感越大，会引入更多的信号损耗和噪声，影响电路的性能。
因此，尽量把线路缩短，减少线路长度。
-避免线路交叉：线路交叉会引入互相干扰的可能性，产生串扰和相互耦合。
因此，尽量避免线路的交叉，使布局更加清晰。
-电源和地线布局：电源和地线是电路中非常重要的信号传输线路，应该尽量压缩在一起，减小回路面积，从而降低电磁干扰的发生。
-高频和低频电路分离：将高频电路和低频电路分开布局，避免高频电路对低频电路的干扰。
2.PCB板布线技巧：-网格布线：将布线分成网格形式，每个网格中只允许一条线路通过，可以提高布线的整齐度和美观度。
-使用规则层：在PCB设计软件中，可以使用规则层进行布线规划，指定线路的宽度、间距等参数，保证布线的一致性和可靠性。
-使用层次布线：将线路分成不同的层次进行布线，可以减少线路的交叉，降低噪声的产生。
-注意差分信号的布线：对于差分信号线路，保持两条线路的长度和布线路径尽量相同，可以减小差分信号之间的差别，提高信号完整性。
-避免直角和锐角：直角和锐角容易引起信号反射和串扰，应尽量避免使用直角和锐角的线路走向，采用圆滑的线路路径。
总结：PCB板布局和布线是PCB设计中不可忽视的环节，合理的布局和布线可以提高电路的性能和可靠性。
通过遵循一些原则，如分区布局、减少线路长度、避免线路交叉等，并结合一些布线技巧，如网格布线、使用规则层、使用层次布线等，可以实现高质量的布局和布线。
CADENCEPCB设计布局与布线
CADENCEPCB设计布局与布线CADENCEPCB设计工具是电子工程师在进行PCB电路板设计时经常使用的软件。
其强大的功能使得设计师可以进行布局和布线，确保电路板的性能和可靠性。
下面将详细介绍CADENCEPCB设计的布局和布线过程。
首先是布局过程。
布局是指在PCB上放置电子元器件和确定它们之间的物理布置。
布局的目标是优化电路板的性能、减小电磁干扰并提供良好的散热。
以下是CADENCEPCB设计中的布局步骤：1.确定布局约束：首先，设计师需要根据电路的要求和特定的应用环境，确定布局的约束条件，如电源分配、信号完整性、热管理等。
这些约束条件将指导接下来的布局和布线过程。
2.放置电子元器件：根据电路图和设计要求，将电子元器件在PCB上进行合理的放置。
重要的因素包括元器件之间的物理距离，信号和电源线的长度和走向，以及避免冲突和干扰的布局。
3.优化布局：在放置元器件之后，设计师需要优化布局，以确保信号完整性。
这包括优化电源和地平面的布置，减小信号线的长度和交叉，并提供良好的散热条件等。
4.电源和地平面设计：在布局过程中，需要合理设计电源和地平面，以提供足够的电源稳定性和地电流供应。
这需要将电源和地线走线得当，并采用合适的电容和电感等元件进行滤波和终端处理。
接下来是布线过程。
布线是指设计师将电子元器件之间的连线进行优化和优化，以确保信号的完整性、最小化电磁干扰并满足设计约束条件。
以下是CADENCEPCB设计中的布线步骤：1.设计路由规则：在进行布线之前，设计师需要制定一个路由规则，包括最小线宽和线间距、阻抗控制、信号类型和电源线与地线的关系等。
这些规则将指导后续的布线过程。
2.自动布线：CADENCEPCB设计工具提供了自动布线工具，可以根据预先设定的规则和优化目标，自动生成布线方案。
设计师可以根据需要进行调整和优化。
3.手动布线：对于一些复杂的板线、高速信号或特殊需求，手动布线是必要的。
对于这些情况，设计师需要手动布线，根据设计约束和优化目标，确定线路的走向和走线方式，并避免冲突和干扰。
PCB布局布线技巧
PCB布局布线技巧PCB（印制电路板）布局布线是电子产品设计中必不可少的一环。
良好的布局布线可以提高电路性能、稳定性和可靠性。
下面将介绍一些PCB布局布线的技巧。
一、布局技巧1.分区布局：将电路板按照功能划分不同区域，例如将信号处理电路、功率电路和通信电路分开布局，可以减少不同电路之间的干扰。
2.大电流回路：将高功率元件、大电流通路尽量短接，使大电流通过尽量少的导线，减少电阻、电感和电压降，提高电路的稳定性。
3.高频回路：对于高频电路，要注意避免长导线、小曲线和有较大电流的导线与其中的元器件接触。
4.电源布局：电源电路的布局要尽量靠近电源接口，减少供电线路的阻抗、压降和干扰。
5.接地布局：接地是保证电路正常运行的关键之一，要保证接地回路的路径尽量短，且与供电回路分开布局，减少互相干扰。
6.热量排散布局：对于需要散热的元器件，如功放、处理器等，要将其散热器布置在空气流通的地方，尽量避免与其他元件接触。
7.组件布局：相关元器件应尽量靠近，减少导线长度和磁场干扰。
对于敏感元器件，如传感器，应尽量远离干扰源。
8.可维护性布局：考虑到后期维护和维修的需求，应尽量保证布线路由直观、可辨识，便于排查故障。
二、布线技巧1.信号线与电源线分开布线：信号线和电源线要互相分开布线，以减少互相的干扰。
2.信号线长度一致：对于同一信号的不同分支，要尽量保持长度一致，避免引起信号的失真。
3.十字型布线：对于需要高速传输的信号，可以采用十字型布线，将数据线与地线交叉布线，可以有效减少串扰和噪声。
4.双层布线：对于复杂的电路板，可考虑使用双层布线，将功率和信号线分开布置在不同的层上，减少干扰。
5.差分布线：对于高速信号传输，如USB、HDMI等，可以采用差分布线，可以抑制共模噪声，提高信号的质量。
6.避免直角弯曲：直角弯曲会引起阻抗变化和信号衰减，应尽量避免使用直角弯曲。
7.路径交叉最小化：路径交叉会导致干扰和串扰，应尽量将路径交叉降到最少。
PCB布线与布局优化技巧
PCB布线与布局优化技巧在电子设备的设计中，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的布线与布局对于整个电路性能和稳定性起着至关重要的作用。
优秀的PCB布线与布局可以提高电路的抗干扰能力、信号完整性和性能稳定性。
下面就介绍一些PCB布线与布局优化技巧，帮助设计师提高产品质量和性能。
1. 分割电源平面：在PCB设计中，将电源平面分割成多个部分可以减少信号干扰及电磁辐射。
分割电源平面时，需要注意将模拟和数字电源分开，避免互相干扰。
通过合理设置分割线路，可以降低信号交叉干扰，提高信噪比。
2. 最短路径布线：尽量保持布线路径短，减少信号传输的延迟和损耗。
在选取布线路径时，应避免走线交叉、绕线等现象，以确保信号传输的稳定性和可靠性。
布线时还需考虑信号走线的方向，避免信号环路和共模噪声的产生。
3. 差分信号布线：对于高速信号线，尤其是差分信号线，需要特别注意其布线。
差分信号线的长度要尽量保持一致，以减少信号失真和串扰。
此外，差分信号线应在布线过程中尽量保持相邻，以减小信号传输的时间差。
4. 阻抗匹配：在PCB设计中，特别是在高频电路中，阻抗匹配是非常重要的。
正确设计差分对地、微带线、板厚等参数，以保证信号传输的稳定性和准确性。
利用阻抗匹配技术可以尽量减小信号的反射和衰减，提高信号完整性。
5. 地线布线：地线布线是PCB设计中的关键环节。
要尽量减小地线回路面积，避免干扰信号传输。
将地线设置为宽带，减小地线阻抗，提高地线的导电性。
另外，地线布线还要尽量与信号走线相互垂直，避免共模干扰。
6. 噪声隔离：在PCB布局设计中，要将噪声源与敏感信号源隔离开来，以减少噪声对信号的影响。
在设计布局时，可以使用屏蔽罩、滤波器等措施来隔离噪声源，确保信号传输的稳定性和准确性。
7. 确保热量散发：在PCB布局设计中，要考虑电路元件的散热问题。
合理安排元件的位置，保证元件之间的通风通道畅通，以便排出热量。
在布局时应注意避免高功率元件集中布局，以减小热量聚集的风险。
PCB板布局原则布线技巧
PCB板布局原则布线技巧一、布局原则：1.功能分区：将电路按照其功能划分为若干区域，不同功能的电路相互隔离，减少相互干扰。
2.信号流向：在布局过程中应保持信号流向规则和简洁，避免交叉干扰。
3.重要元件位置：将较重要的元件、信号线和电源线放置在核心区域，以提高系统的可靠性和抗干扰能力。
4.散热考虑：将产热较大的元件、散热器等布局在较为开阔的地方，利于散热，避免过热导致不正常工作。
5.地线布局：地线的布局和连通应该注意短、宽、粗、低阻、尽可能铺满PCB板的底层，减少环路面积，避免回流信号干扰。
二、布线技巧：1.差分信号布线：对于高速传输的差分信号（如USB、HDMI等），应采用相对的布线方式，尽量保持两条信号线的长度、路径和靠近程度等因素相等。
2.信号线长度控制：对于高速信号线，要控制传输时间差，避免信号的串扰，可以采用长度相等的原则，对多个信号线进行匹配。
3.距离和屏蔽：信号线之间应保持一定的距离，减少串扰。
对于敏感信号线，可以采用屏蔽，如使用屏蔽线或者地层或电源面直接作为屏蔽。
4.平面分布布线：将电路面分布在PCB板的一面，减少控制层（可减少电磁干扰），易于维护。
对于比较大的PCB板，可以将电路分布在多层结构中，减小板子尺寸。
5.电源线和地线：电源线和地线尽量粗而宽，以降低线路阻抗和电压降。
同时，尽量减少电源线和地线与其它信号线的交叉和共面长度，减小可能的电磁干扰。
6.设备端口布局：对于外部设备接口，宜以一边和一角为原则，将各种本机接口尽量分布在同一区域，以保持可维护性和布局的简洁性。
7.组件布局：对于IC和器件的布局，可以按照电路的工作顺序、重要程度和电路结构等因素综合考虑，优先放置重要元件，如主控芯片、存储器等。
三、布局规则：1.尽量缩短信号线的长度，减少信号传输的延迟和串扰。
2.尽量减小信号线的面积，减少对周围信号的干扰。
3.尽量采用四方对称布线，减少线路不平衡引起的干扰。
4.尽量降低线路阻抗，提高信号的传输质量。
印制电路板(pcb)设计技术与实践 第3版
印制电路板(pcb)设计技术与实践第3版摘要：一、印制电路板概述- 定义与作用- 历史与发展二、PCB 设计技术与实践- 设计流程与方法- 设计工具与软件- 实践应用案例三、PCB 设计中的关键技术与挑战- 传输线与特性阻抗- 信号完整性分析- 电磁兼容性设计四、PCB 设计的未来发展- 新技术与新材料- 行业趋势与市场前景正文：印制电路板（PCB）是一种用于电子设备中的电子电路组件，它将各个电子元件通过导线和线路连接起来，实现电子信号的传输和处理。
PCB 设计是电子制造行业中的关键环节，它直接影响到产品的性能、可靠性、成本等方面。
一、印制电路板概述印制电路板（PCB）是一种用于电子设备中的电子电路组件，它将各个电子元件通过导线和线路连接起来，实现电子信号的传输和处理。
PCB 设计是电子制造行业中的关键环节，它直接影响到产品的性能、可靠性、成本等方面。
PCB 的历史可以追溯到20 世纪30 年代，最初主要用于电话交换机和电视机中。
随着电子技术的不断发展，PCB 的应用范围越来越广泛，涉及到通信、计算机、消费电子、医疗设备等多个领域。
二、PCB 设计技术与实践PCB 设计是一项复杂的工作，它需要掌握一系列的设计技术与实践。
设计流程通常包括电路设计、布局、布线、校验等步骤。
电路设计是PCB 设计的基础，它需要根据产品需求设计出合适的电路拓扑结构。
布局是将电路元件放置在PCB 上的过程，它需要考虑元件的封装、位置、间距等因素。
布线是将电路元件之间的导线连接起来的过程，它需要考虑导线的宽度、长度、间距、过孔等因素。
校验是检查PCB 设计是否符合要求的过程，它需要对电路拓扑、布局、布线等方面进行检查。
PCB 设计工具与软件是PCB 设计的重要支撑，它可以帮助设计师快速、高效地完成设计工作。
目前市场上有很多种PCB 设计软件，如Altium Designer、Cadence 等。
实践应用案例是检验PCB 设计技术与实践的重要标准。
PCB设计布局及布线规则
PCB设计布局规则1. 根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性。
按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。
2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。
根据某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。
3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。
加工工艺的优选顺序为：元件面单面贴装--元件面贴、插混装（元件面插装焊接面贴装一次波峰成型）--双面贴装--元件面贴插混装、焊接面贴装。
4.布局操作的基本原则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．D. 相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；F. 器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mil。
G. 如有特殊布局要求，应双方沟通后确定。
5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。
同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。
6. 发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。
7. 元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。
8. 需用波峰焊工艺生产的单板，其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。
当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。
9. 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时，阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直，阻排及SOP（PIN间距大于等于1.27mm）元器件轴向与传送方向平行；PIN间距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。
布局布线的概念
布局布线的概念布局布线是指在电子设计过程中，将电路元件、器件和线路系统合理地安排在电路板上，以满足电路功能的要求，并使电路具有良好的性能和可靠性。
它包括两个重要的环节，即电路布局和线路布线。
电路布局是在电路板上合理安排元件的位置和布局，以满足电路的功能要求。
通过合理的布局，可以减小电路之间的互相干扰，提高电路的可靠性和性能。
电路布局的主要目的是将电路元件、器件和线路系统等在电路板上有序地排布，并满足电路的功能要求，同时考虑到制造工艺、维修和散热等因素。
在电路布局中，首先需要确定电路板的大小和形状，这取决于电路的复杂性和所需的线路密度。
然后，根据电路的功能要求，将电路元件和器件放置在电路板上。
这包括选择元件的安装方向、确定元件之间的距离和位置等。
在进行元件放置时，需要考虑到电路元件之间的连接关系，以及电路板上可能存在的模拟和数字信号干扰。
在选择元件位置时，需要避免元件之间的电磁互相干扰，尽量使元件之间的电路路径保持短距离和直线状态。
此外，还需要考虑到电路板上元件的散热问题。
由于电路工作时会产生一定量的热量，如果不能有效地散热，可能会导致元件温度过高，进而影响电路的可靠性和寿命。
因此，需要合理地安排元件的布局，利用电路板的散热设计，使热量能够迅速地散发出去。
线路布线是指将电路中的信号线、电源线和地线等连接起来。
线路布线的目标是最小化电路上信号传输的路径和干扰，以确保电路具有良好的性能和稳定性。
在进行线路布线时，需要考虑到信号传输的速度、干扰抑制、电气特性和阻抗匹配等因素。
线路布线主要包括信号线的布线和电源线、地线的布线。
信号线的布线需要避开功率线和高频线，以减小互相干扰。
同时，还需要根据信号的速度和频率选择合适的线宽和间距，以确保传输的信号质量。
电源线和地线的布线需要注意避开敏感信号线，同时保持足够的电流容量和低阻抗。
在进行线路布线时，还需要遵循布线规范和原则，如尽量使用直线路径、不交叉布线、匹配线宽等，以提高信号的稳定性和可靠性。
印制电路板设计规范
布线优化
选择合适的线宽、间距和层叠结构， 降低电磁干扰和信号延迟。
阻抗控制
通过精确计算和控制线宽、间距等参 数，确保信号线的阻抗匹配，减少信 号反射和失真。
电源完整性设计
合理规划电源分布网络，减小电源噪 声和电压降，提高供电稳定性。
设计修改与迭代
设计修正
根据仿真结果和实际测试数据，对电路板设计进行必要的修正和改 进。
机械稳定性
确保印制电路板的结构设计能够承受正常的机械应力，如弯曲、 扭曲和振动等。
振动容限
评估印制电路板的振动容限，以确保在振动环境中仍能保持性能。
连接器设计
优化连接器的设计，以提高其机械强度和稳定性，减少因振动而产 生的连接问题。
07 设计验证与优化
设计审查与仿真
审查设计规则
确保电路板设计符合预定的设 计规则，如线宽、间距、层叠
元件间距和方向
元件间距
元件之间的间距应满足电气安全 和生产工艺要求，避免过近导致 短路或过远增加布线难度。
元件方向
元件的放置方向应统一、整齐， 便于识别和装配，同时应避免相 邻元件之间产生干扰或耦合。
04 布线规范
布线基本原则
1 2
确定合理的布线路径
遵循电路原理，确保信号传输的正确性和稳定性。
性能。
防尘与防潮设计
03
采取适当的防尘和防潮措施，以减少环境因素对电路板性能的
影响。
热设计考虑
热传导路径
优化印制电路板的热传导路径，确保热量能够有效地从发热元件 传导出去。
散热器设计
根据需要为关键元件配置散热器，以提高散热效率。
温度监控
设计温度监控功能，以便实时监测印制电路板的温度，防止过热。
印制电路板设计与制作课件
板厚和孔径比最好应不大于3：1，大的比值会使生产困难，成本增加， 当过孔只用做贯穿连接或内层连接时，孔径公差，特别是最小孔径公 差一般是不重要的，所以不用规定，由于导通孔内不插元件，所以它 的孔径可以比元件孔的孔径小。
当过孔作为元件孔时，过孔的最小孔径要适应元件或组装件的引脚尺 寸，设计者要采用给出的标称孔径和最小孔径作为过孔的推荐值。过 孔的最大孔径取决于镀层厚度和孔径的公差。推荐孔壁镀镀铜层的平 均厚度不小于25μm（0.001in），其小厚度为15μm（0.0006in）。
的信号交错问题，数量太多是不可取的。而且，硬要把所有线路都排在 有限的两个面上，又要降低电磁感应、电阻效应、电容效应，使得布线 设计的任务十分艰巨。线太细太密，不但加工困难、干扰大，而且烧断 和发生断路故障。若保证了和线间距，电路板的面积就可能太大，不利 于精密设备的小型化。这些问题的出现促使印刷电路板设计和制作工艺 的发展。
❖ 最原始的电路板——以一块板子为基础，用铆钉、接线柱 做接点，用导线把接点依电路要求，在板的一面布线，另 一面装元件。
❖ 单面敷铜板的发明，成为电路板设计与制作新时代的标志。
❖ 随着电子产品生产技术的发展，人们发明了双面电路板和
多层电路板
•印制电路板设计与制作
•1
2.印制电路板的功能及术语
印制电路在电子设备中具有如下功能： ⑴提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑；
安装孔和定位孔按实际需要尺寸确定
•印制电路板设计与制作
•11
7.电磁干扰及抑制
电路的布线不是把元件按电路原理简单连接起来就可
⑴ 电磁干扰的产生 平行线效应、天线效应、电磁感应
⑵ 电磁干扰的抑制 ① 容易受干扰的导线布设要点 ② 设置屏蔽地线 ③ 设置滤波去耦电容
印制电路板设计与制作
第3章印制电路板设计与制作印制电路板(PCB--Printed Circuit Borad)是由印制电路加基板构成的，它是电子工业重要的电子部件之一。
印制电路板在电子设备中的广泛应用，大大提高了产品的一致性、重现性、成品率，同时由于机械化和自动化生产的实现，生产效率大为提高，且可以明显地减少接线的数量以及能消除接线错误，从而保证了电子设备的质量，降低了生产成本，方便了使用中的维修工作。
3.1 印制电路板的设计3.1.1 有关印制电路板的概念和设计要求1．印制电路板的概念印制：采用某种方法在一个表面上再现符号和图形的工艺，他包含通常意义的印刷。
敷铜板：由绝缘基板和粘敷在上面的铜箔构成，是用减成法制造印制电路板的原料。
印制元件：采用印制法在基板上制成的电路元件，如电感、电容等。
印制线路：采用印制法在基板上制成的导电图形，包括印制导线、焊盘等。
印制电路：采用印制法按预定设计得到的电路，包括印制线路和印制元件或由二者组成的电路。
印制电路板：完成了印制电路或印制线路加工的板子。
简称印制板，它不包括安装在板子上的元器件和进一步的加工。
印制电路板组件：安装了元器件或其他部件的印制板部件。
板上所有安装、焊接、涂覆都已完成，习惯上按其功能或用途称为“某某板”“某某卡”，如计算机的主板、显卡等。
单面板：仅一面上有导电图形的印制板。
双面板：两面都有导电图形的印制板。
多层板：有三层或三层以上导电图形和绝缘材料层压合成的印制板。
在基板上再现导电图形有两种基本方式：减成法和加成法。
减成法：先将基板上敷满铜箔，然后用化学或机械方式除去不需要的部分。
又分蚀刻法和雕刻法。
a.蚀刻法----采用化学腐蚀办法除去不需要的铜箔。
这是主要的制造方法。
b.雕刻法----用机械加工方法除去不需要的铜箔。
这在单件试制或业余条件下可快速制出印制板。
加成法: 在绝缘基板上用某种方式敷设所需的印制电路图形，敷设印制电路有丝印电镀法、粘贴法等。
印制板是电子工业重要的电子部件之一，在电子设备中有如下功能：a.提供分离元件、集成电路等各种元器件固定、装配的机械支撑。
电路板布线与布局设计
电路板布线与布局设计电路板布线与布局设计是电子与电气工程中至关重要的一环。
电路板是电子设备中的核心组成部分，其布线和布局的合理性直接影响着电子设备的性能、可靠性和成本。
本文将从电路板布线和布局设计的重要性、设计原则和常见技巧等方面进行探讨。
电路板布线的重要性不言而喻。
布线是将电子元器件之间的连接线路实现在电路板上的过程。
合理的布线设计可以最大程度地减小信号传输的损耗和干扰，提高电路的性能和稳定性。
同时，布线设计也是解决电路板空间限制和功耗问题的重要手段。
因此，布线设计需要综合考虑信号完整性、电磁兼容、功耗和散热等因素。
在进行电路板布线设计时，需要遵循一些基本原则。
首先是信号完整性原则。
信号完整性是指信号在传输过程中保持稳定和准确的能力。
为了实现信号完整性，布线时需要考虑信号线的长度、宽度和走向等因素，尽量避免信号线之间的相互干扰和串扰。
其次是电磁兼容原则。
电路板上的布线会产生电磁辐射和敏感性，因此需要合理地布置地线和电源线，以减小电磁干扰和提高抗干扰能力。
此外，还需要考虑功耗和散热原则，合理布置电源和散热元件，以保证电路的稳定性和可靠性。
在实际的布线设计中，还有一些常见的技巧和经验值可以参考。
首先是分区布线技巧。
将电路板划分为不同的功能区域，然后在每个区域内进行布线设计，可以减小信号干扰和简化布线过程。
其次是差分信号布线技巧。
对于高速信号传输，可以采用差分信号布线来提高信号的抗干扰能力和传输速率。
此外，还有屏蔽布线技巧、地线设计技巧和布局优化技巧等，都可以根据具体的设计需求进行灵活运用。
除了布线设计，电路板的布局设计也是非常重要的。
布局设计是指在电路板上合理安排各个元器件和连接线路的位置和走向。
合理的布局设计可以有效地减小电路板的尺寸、降低功耗、提高散热效果和减少信号干扰。
在进行布局设计时，需要考虑电路板的层次结构、元器件的布置规则、信号线和电源线的路径等因素，并结合实际的工艺要求和成本控制进行综合考量。
pcb布局布线技巧及原则(全面)
pcb布局布线技巧及原则[ 2020-11-16 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8 mil(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。
电子工艺实习03印制电路板的设计与制作
2.15
图3.4 常见的插接件
第3章 印制电路板的设计与制作
3.2 印制电路板的设计
印制电路板的设计是根据设计人员的意图，将电原理图转化成印制板图， 确定加工技术要求的过程。印制电路板设计通常有两种方法：一种是人工设 计；另一种是计算机辅助设计。无论采取哪种方式，都必须符合电原理图的 电气连接和电气、机械性能要求。
2.12
第3章 印制电路板的设计与制作
3.1 印制电路板的设计资料
1. 导线连接 这是一种操作简单，价格低廉且可靠性较高的连接方式，不需要任何接
插件，只要用导线将印制板上的对外连接点与板外的元器件或其他部件直接 焊牢即可。例如收音机中的喇叭、电池盒等。这种方式的优点是成本低，可 靠性高，可以避免因接触不良而造成的故障，缺点是维修不够方便。这种方 式一般适用于对外引线较少的场合，如收录机、电视机、小型仪器等。采用 导线焊接方式应该注意如下几点。
通过粘接剂经过热压，贴附在一定厚度的绝缘基板上。基板不同，厚度不同， 粘接剂不同，生产出的覆铜箔板性能不同。覆铜箔板的基板是由高分子合成树 脂和增强材料的绝缘层压板。合成树脂的种类较多，常用的有酚醛树脂、环氧 树脂、聚四氟乙烯等。这些树脂材料的性能，决定了基板的物理性质、介电损 耗、表面电阻率等。增强材料一般有纸质和布质两种，它决定了基板的机械性 能，如浸焊性、抗弯强度等。
第3章 印制电路板的设计与制作
2.2
第3章 印制电路板的设计与制作
2.3
第3章 印制电路板的设计与制作
2.4
第3章 印制电路板的设计与制作
2.5
第3章 印制电路板的设计与制作
3.1 印制电路板的设计资料
一、印制电路板的类型和特点
印制电路板按其结构可分为以下5种。 1. 单面印制电路板
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
管脚自动焊接到 PCB 上的过程中，PCB 良好的导热性会
穿过 0 V 平面边界的印制线，通常会穿入/穿出一个
吸收焊点的热量，从而形成虚焊，而使用散热焊盘恰恰能
电磁环境关注区域，它应在边界附近搭接到 0 V 平面。电
够解决虚焊的问题。
位为 0 V 的印制线应通过过孔直接连接到 0 V 平面。其
但使用散热焊盘时，散热焊盘会在 PCB 的 0 V 平面
平面连接时，将 0 V 和电源平面的过孔彼此靠得很近（比
且搭接点的间距不能大于 λ/10 （λ 为最高关注频率对应
如 1 mm 或更小），有助于提高该位置的 EMC 性能，即过
的波长）或 15/fma（x fmax 单位为 MHz 时，间距单位为 m，fmax 单位为 GHz 时，间距单位为 mm）。
0 V 平面和机箱之间的典型射频搭接方式是使用夹 板柱或螺钉等直接搭接方式。然而，有许多 0 V 平面到机 箱的搭接使用的是导电衬垫或指形簧片这种自动的搭接 方式，这样有助于降低产品的装配时间。Kitagawa、W.L Gore 等公司能够提供用于此种搭接方式的装置。
有些产品设计人员和用户（如汽车、铁路和海运等） 不愿将 PCB 的 0 V 平面直接连接到机箱上，其目的是为 了防止汽车、火车等运输装置上的大电流流经 PCB，这可 能会引起火灾，或损坏 PCB。使用机箱或其他金属结构作 为大电流的传输路径，通常需要消耗更多的成本才能获 得理想的 EMC 性能。
69
设计方法，而事实上这些方法都已经过时了。
在过去，将数字和模拟电路的 0 V 平面分开是很常
见的设计方法，但如果您采用了本部分内容所建议的设
计方法，即在整个 PCB 上的不同电路区域采用了一个完
整的 0 V 平面，往往能够得到更高的 EMC 性能和功能特
性（比如信噪比）。
在 20 世纪 80 年代，我曾经在同时采用模拟和数字
电路的 PCB 上使用一个完整的 0 V 平面，试图提高其模
因为对应的过孔或管脚引线已经足以使焊点的热量从过
如前所述，在关注的频率范围内，如果信号或噪声源
孔充分地传递到 0 V 平面。 然而，有些 PCB 设计人员会在每一个 PCB 平面的连
接位置上都使用散热焊盘，但现在 PCB 上元器件的安装 密度很高，这样做无疑会增加 0 V 平面的射频阻抗，从而 降低 PCB 的 EMC 性能。另外，散热焊盘只能应用于具有
径做得非常小已成为常态。
使用去耦效果良好的电源平面有助于提升产品的
为了画图需要，平面上围绕通孔的隔离孔的直径被
EMC 性能（尤其对于电压变化率超过 200 V/μs 的电路）。 放大了一些，事实上，隔离孔的直径仅与 PCB 顶部与底
这里所指的平面是位于 PCB 特定层上连续的“实
部上“盖住”通孔铜管的焊盘直径相当。在一块 PCB 成品
5.4.4 保证 0 V 平面的完整性
当然，如果需要在一个 PCB 的两部分电路之间实现
电化隔离，则两部分电路的 0 V 平面也必须分开。
千万不要按照一些指南、教科书、数据表或应用说明
的要求将 0 V 平面随意分割。2003 年之前的一些论文、
指南、教科书和相关的应用说明，已经不再适合高性价比
的 PCB EMC 设计。许多半导体生产商在编写产品应用 说明时都忽视了相关的 EMC 问题，或是采用了“传统”的
他电源印制线和信号印制线应通过电容连接到 0 V 平
上形成一个孔，从而降低其 EMC 性能。所以，只有在确实
面，这样做的目的是提供一个低阻抗的共模电流表面返
需要提高自动焊接的可靠性时才能使用散热焊盘。使用
回路径，这个电容实际上也是一个有效的容性滤波器。电
回流焊方式焊接的表面安装器件，一般不使用散热焊盘， 容值不宜太大，否则会影响信号驱动和信号质量。
图 5F 是没有使用 0 V 平面的 PCB 示例。这是一个
制线直接连接到其对应的平面，才有可能获得最优的成
双面 PCB，在一面上设置了地线，并与 0 V 连接。从 EMC
本效益比。
的角度考虑，这并不满足对一个平面的要求，事实上，这
图 5E 是一个位于通孔连接器下方的 0 V 平面的示
种结构还容易产生射频谐振和无意电磁发射。
5.4 0 V 平面和电源平面
孔直径的制作精度均可达到 0.36 mm，即使如此，有时还
5.4.1 通用平面设计准则
是有必要移动个别孔的位置以防止它们连到一起。
一个设计良好的 PCB 0 V 平面 （有时也称为“接地
有些 PCB 设计部门将过孔和/或隔离孔的直径设得
面”或“射频参考面”）可能是成本效益比最优的 EMC 设
0 V 平面应直接与金属机箱或机箱的屏蔽结构连 接，尤其是在靠近高速器件（如时钟源和时钟缓冲器）和 经过屏蔽和/或经过滤波的 I/O 连接器的位置，且搭接点 越多越好。理想情况下，搭接点之间的距离应小于 λ/10 （λ 为最高关注频率 fmax 对应的波长）或 30/fmax (m)，fmax 单 位为 MHz。
图 5F 在 PCB 上不使用 0 V 平面的示例
通用的 PCB 设计原则要求在所有元器件、印制线和 电源平面的下方都必须设置有 0 V 平面，且 0 V 平面的 覆盖区域要尽可能超出元器件、印制线和电源平面，至少 应超出 3 mm，最好是 6 mm 或是更多。面积更大的 0 V 平面有助于降低 PCB 的电磁发射，提高其抗扰度。
● 在 0 V 平面和金属机箱或屏蔽结构之间的腔体
内可能出现的射频谐振现象可通过电阻进行抑制；
● 将电阻和电容串联到一起，能够实现高压隔离，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
同时抑制射频谐振。
对于射频信号，必须采用多点搭接方式，且搭接点的
间距小于 λ/10 （λ 为最高关注频率 fmax 对应的波长）或 30/fmax (m)，fmax 单位为 MHz。当频率高于几百千赫兹时，单 点搭接的效果就开始降低了，当频率高于 30 MHz 时，单
fmax 的单位为 MHz，εr 为 PCB 板介质所对应的相对介电 常数，对于使用 FR4 材料的 PCB，1 MHz 以上频率对应
的 εr 为 4.2。所以，对于 FR4 型 PCB，0 V 平面上的开孔 直径不能超过 1.5/fmax。比如，对于能够工作在 1 GHz 的 PCB，开孔的直径不能超过 1.5 mm。对于大多数过孔、具
实际问题需要解决。当我们采用的电路阻抗较高，或电流
PCB 平面印制线的长度和 PCB 焊接装配之间是相
68
较小，或需要与射频器件或射频传输线进行匹配等情况， 则有必要适当削减 0 V 平面的面积。然而这样做却不利
互矛盾的。印制线过短或阻焊油墨起不到应有的作用，会 使得表面贴装器件的焊料陷进过孔中，从而形成虚焊。有
点搭接几乎完全起不到作用。
采用上述的 0 V 平面到机箱的射频搭接部件，我们
可以得到一种“混合搭接”方案：0 V 平面与机箱之间直
接搭接，其他部分通过电容（或将电容和电阻串在一起）
搭接。这种搭接方式一方面可以满足仪器设备和音频电
路设计人员所追求的传统的单点接地方式，另一方面还
能保证或提高产品的 EMC 性能。
如果在某些情况下禁止将 PCB 0 V 平面和机箱直 接连接到一起，或者是你不确定哪种方式才是最好的，可 以使用图 5H 所示的焊盘设计方案，它可以为设计师提 供多种灵活的机箱搭接方式：
图 5H 0 V 平面与机箱之间的灵活搭接方式 ● 提供直流通路的 0 Ω 连接； ● 电容可提供一种具有高压隔离效果的射频搭 接。最低频率取决于电容的容值，要求汽车隔离电压为 500 V、火车隔离电压为 2 kV；
于 PCB 的 EMC 性能，必须采取其他措施对其进行弥补
时我们只需要使用质量好一点的阻焊油墨就可以解决这
（比如在 0 V 平面不理想的区域使用双面 PCB 屏蔽装
个问题。
置，或是沿着区域的四周射频搭接到理想的 0 V 平面）。
图 5G 显示了当一个元器件分别与 0 V 平面和电源
相互平行的两个 0 V 平面应通过过孔搭接到一起，
图 5G 给出了用于连接 0 V 平面和电源平面的去耦
PCB 上的各元器件和印制线即使它们共用同一个
电容示例。所有元器件和平面之间的连接都必须遵循类
0 V 平面，也必须位于为其设定的电磁环境区域内。大多
似的方式。长度仅 1 mm 的印制线在 1 GHz 频点就具有
数情况下，0 V 平面会跨过多个电磁环境区域，其间不会
很大，其目的是降低 PCB 的生产成本，但为解决这种
计技术，我们最好在能够使用 0 V 平面的地方尽量使用
PCB 的 EMC 问题所消耗的成本，要远远超过其节省的费
它。对于整个产品开发项目而言，为了降低产品材料成本
用。到 2007 年以后，PCB 生产商将过孔和/或隔离孔的直
而去掉 0 V 平面将是一个失败的财务决策。
具有较低的阻抗，使用容性滤波器反而可能会增加电磁 发射，此时最好使用 RC、LC 或 T 型滤波器。如果电路单 元自身有一个屏蔽结构，且直接安装到金属机箱上（坦克 和军舰等武器装备经常采用这种方式），则 π 型滤波器 的效果要优于 T 型滤波器。
SAFETY & EMC No.1 2011
·EMC 教室·
例，显示了如何使平面上的反焊盘（隔离孔）最小。这种排
布方式使相邻的两个针脚之间的 0 V 平面成带状，防止
隔离孔连在一起，从而避免在 0 V 平面上形成一个较大
的裂口，最终提高 0 V 平面的高频电磁特性。
隔离孔的直径最小化和带状平面也同样适用于所有
图 5E 位于通孔连接器下方的 PCB 0V 平面示例
在设计 PCB 时最好在 0 V 平面上预留出搭接点，即 使产品机箱不是金属的或没有屏蔽结构，无需连接 0 V 平面，但在产品开发后期，为了提高产品 EMC 性能或解 决电磁干扰问题，有可能使用金属机箱或对机箱进行屏 蔽。金属机箱或机箱屏蔽结构有可能只是带有金属镀层 的纸板，EMC 工程师能够使用这些纸板在实验室内快速 地解决一些电磁干扰问题。在 PCB 0 V 平面上预留出搭 接点是一种符合“反墨菲”设计方法的预防性设计措施。