關(guān)于PCB設(shè)計軟件，我當時在研究所的時候還接受過目前最先進的PCB設(shè)計軟件cadence 15.2的培訓(xùn)，可是并沒有用來做實際的產(chǎn)品設(shè)計，所以，對該軟件的理解也很有限。到現(xiàn)在位置，也一年多了，介于自身的原因，感覺對PCB設(shè)計的領(lǐng)悟還不夠深刻，還好，從做EPS的ECU這部分的設(shè)計以來，得到劉老師的悉心指點，所以，終于有了那么一點點體會！

一． 布局和布線是PCB設(shè)計中的兩個最重要的內(nèi)容
所謂布局就是把電路圖上所有的元器件都合理地安排到有限面積的PCB上。最關(guān)鍵的問題是：開關(guān)、按鈕、旋鈕等操作件，以及結(jié)構(gòu)件（以下簡稱“特殊元件）等，必須被安排在指定的位置上；其他元器件的位置安排，必須同時兼顧到布線的布通率和電氣性能的最優(yōu)化，以及今后的生產(chǎn)工藝和造價等多方面因素。這種“兼顧往往是對硬件設(shè)計師水平和經(jīng)驗的挑戰(zhàn)。

布線就是在布局之后，通過設(shè)計銅箔的走線圖，按照原理圖連通所有的走線。顯然，布局的合理程度直接影響布線的成功率，往往在布線過程中還需要對布局作適當?shù)恼{(diào)整。布線設(shè)計可以采用雙層走線和單層走線，對于極其復(fù)雜的設(shè)計也可以考慮采用多層布線方案，但為了降低產(chǎn)品的造價，一般應(yīng)盡量采用單層布線方案。結(jié)合自己做過雙面板和四層板的設(shè)計。

二、PCB設(shè)計的一般原則

1.PCB尺寸大小和形狀的確定

首先根據(jù)產(chǎn)品的機械結(jié)構(gòu)確定。當空間位置較富余時，應(yīng)盡量選擇小面積的PCB。因為面積太大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加，但還要充分考慮到元器件的散熱和鄰近走線易受干擾等因素。

就目前我們這個項目來說，我對機械設(shè)計對PCB設(shè)計的影響的體會是相當深的，

不一般吧，這三塊板子，那塊是規(guī)規(guī)矩矩的，這都是由于我們產(chǎn)品自身的原因?qū)е聶C械結(jié)構(gòu)的特殊，而機械結(jié)構(gòu)的特殊，就對電路板本身的外形結(jié)構(gòu)進行的限制和規(guī)定。電路板之間的信號連接也有了相應(yīng)的特性要求。但這些都是不能避免的，因為產(chǎn)品為市場所要求，市場的變化多端的，所以產(chǎn)品也是變化多端的，設(shè)計為產(chǎn)品而服務(wù)。

2.布局

· 特殊元件的布局原則

①盡可能縮短高頻元器件之間的連線，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)盡量遠離。

②某些元器件或?qū)Ь€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)試時手不易觸及的地方。

③重量超過１５ｇ的元器件、應(yīng)當用支架加以固定，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)裝在整機的機箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件。

④對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。若是機內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng)。

⑤應(yīng)留出PCB定位孔及固定支架所占用的位置。

以上各條都是需要做過對應(yīng)的相關(guān)設(shè)計采用較深的體會，第二條我的體會最淺，因為沒有做過這種元件和導(dǎo)線之間有較高電壓差的這種PCB。其他幾條都還是有所體會的，主要就是一個原則：做出來的板子要和它周圍的結(jié)構(gòu)兼容，要和放在它上面的元件兼容，要滿足一些基本的電氣要求。

· 普通元器件的布局原則

①按照電路的流程安排各個電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的流向。

這一條我體會很深，第一次做板子的時候，面對幾百個花花綠綠的元件，完全不知道該這么去把它們組織都一起去，當時就奇怪憑什么這個元件要這樣放，那個元件要那樣放。就是因為心里沒有這條原則，原來自己布局出來的板子，在利用自動布線時，布通率是很低的，后來，做多了，就慢慢的體會到了這一入門級的基本原則。

在首先滿足機械結(jié)構(gòu)的前提下，在給定的平面空間里，布局的基本原則就是按照電路的流程來安排各個電路單元的位置。

其實這一條解釋了，如何對各個主要元件進行布局。

②以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。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和連接。

這是在滿足第一原則的前提下，盡一步的更細的解釋了如何對電阻電容這些分離元件進行正確的布局。

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．而且裝焊容易．易于批量生產(chǎn)。

我做過的高頻電路最大的為270MHz，但是，由于當時的種種原因，導(dǎo)致了對這種理解不是很深刻，當時也是在有經(jīng)驗的人的指導(dǎo)下完成了，又因為只做過一種這樣的高頻板，所以對如何通過考慮元件的分布參數(shù)來布局不能理解。目前，我們異步電機ECU部分的信號最高頻率為控制電機用的PWM信號，約為30KHz左右。（晶振為8MHz的晶振，都是在布局過程中，晶振和8346的距離很近，幾乎直接輸出到8346，而且只有這一個地方，所以可以不用考慮。）所以幾乎完成可以不用考慮元件的高頻特性。

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。長寬比為３：２成４：３。電路板面尺寸大于２００ｘ１５０ｍｍ時．應(yīng)考慮電路板所受的機械強度。

這一條通過最近的工作，我還是有較為深刻的體會的，元器件離電路板邊緣一般不小于２ｍｍ，這主要是考慮了在對PCB裝配進行外協(xié)大規(guī)模加工的時候，留給貼片機器的夾持距離。

3．布線

①相同信號的電路模塊輸入端與輸出端的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。

②印制銅鉑導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為０．０５ｍｍ，導(dǎo)線寬度為１．５ｍｍ時，通過２Ａ的電流，溫升不會高于３℃，可滿足一般的設(shè)計要求，其他情況下的銅鉑寬度選擇可依次類推。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選０．０２－０．３ｍｍ導(dǎo)線寬度就可以了。當然，只要允許，還是盡可能用寬線．尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至０．５ｍｍ。

③由于直角或銳角在高頻電路中會影響電氣性能，因此印制銅鉑導(dǎo)線的拐彎處一般取圓弧形。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則．長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，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。

其實原來我一直都沒有想過為什么在PCB設(shè)計完成后，要對PCB進行敷銅，只是人家有經(jīng)驗的同事這樣做，我自己也這樣做，后來有了一點認識，以為敷銅就是用來連接各個地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。在做我們這個項目的時候，劉老師要求在敷銅前，將所有的地網(wǎng)絡(luò)都連接都一起，這才讓我認識到：敷銅并不是僅僅把各個地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連接到一起這么簡單。查了一下資料，敷銅大概有以下幾個理由：1. 起屏蔽作用。2. PCB工藝要求。3. 可以保證信號完整性，給高頻數(shù)字信號一個完整的回流路徑。4.散熱。

三． 做四層板時，如何分割內(nèi)電層
在protel99中，內(nèi)電層采用反轉(zhuǎn)顯示的方法顯示電源層上的圖件。放置在內(nèi)部電源層上的導(dǎo)線及填充等物件在實際生產(chǎn)出來的電路板上是沒有銅箔的，而PCB電路板中沒有填充的區(qū)域在實際的電路板上卻是實心的銅箔。

如果需要多個電源網(wǎng)絡(luò)共享一個內(nèi)部電源層時，就需要對內(nèi)部電源層進行分割，但是在分割內(nèi)部電源層之前，用戶必須對具有電源網(wǎng)絡(luò)的焊盤和過孔進行重新布局，盡量將具有同一個電源網(wǎng)絡(luò)的焊盤和過孔放置到一個相對集中的區(qū)域。

上面的兩段只是提了在進行內(nèi)電層分割時的大原則和首要原則，但是，在實踐中，分割內(nèi)電層并不是如此的簡單，我們還必須理解下面這個原則：

即：在進行內(nèi)電層分割時，隔離帶不要跨接在內(nèi)電層連接焊盤上。

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