20H规则:将电源层内缩20H(H为电源和地之间的介质厚度),可将70%的电场限制在接地层边沿内;内缩100H则可将98%的电场限制在内,以抑制边缘辐射效应。地线回路规则:信号线与其回路构成的环面积要尽可能小,以减少对外辐射和接收外界干扰。在地平面分割时,需考虑地平面与重要信号走线的分布。串扰控制: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。走线方向控制: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。倒角规则:走线避免出现直角和锐角,所有线与线的夹角应大于135度,以减少不必要的辐射并改善工艺性能。时序设计:确保信号到达时间满足建立时间和保持时间。咸宁专业PCB设计厂家
PCB布线线宽和线距设置根据电流大小确定线宽:较大的电流需要较宽的线宽以降低电阻和发热。一般来说,可以通过经验公式或查表来确定线宽与电流的关系。例如,对于1A的电流,线宽可以设置为0.3mm左右。满足安全线距要求:线距要足够大,以防止在高电压下发生击穿和短路。不同电压等级的线路之间需要保持一定的安全距离。布线策略信号线布线:对于高速信号线,要尽量缩短其长度,减少信号的反射和串扰。可以采用差分对布线、蛇形走线等方式来优化信号质量。咸宁专业PCB设计厂家EMC设计:敏感信号(如模拟电路)远离干扰源,必要时增加地线屏蔽或磁珠滤波。
散热考虑:对于发热量较大的元件,如功率放大器、电源芯片等,要合理安排其位置,并留出足够的散热空间。可以采用散热片、风扇等散热措施,确保元件在正常工作温度范围内。机械约束考虑安装尺寸:根据电路板的安装方式(如插件式、贴片式)和安装位置(如机箱内、设备外壳上),确定电路板的尺寸和外形。接口位置:合理安排电路板的输入输出接口位置,方便与其他设备进行连接。例如,将电源接口、通信接口等放置在电路板的边缘,便于接线。
设计规则检查(DRC)运行DRC检查内容:线宽、线距是否符合规则。过孔是否超出焊盘或禁止布线区。阻抗控制是否达标。示例:Altium Designer中通过Tools → Design Rule Check运行DRC。修复DRC错误常见问题:信号线与焊盘间距不足。差分对未等长。电源平面分割导致孤岛。后端处理与输出铺铜与覆铜在空闲区域铺铜(GND或PWR),并添加散热焊盘和过孔。注意:避免锐角铜皮,采用45°倒角。丝印与标识添加元器件编号、极性标识、版本号和公司Logo。确保丝印不覆盖焊盘或测试点。输出生产文件Gerber文件:包含各层的光绘数据(如Top、Bottom、GND、PWR等)。钻孔文件:包含钻孔坐标和尺寸。装配图:标注元器件位置和极性。BOM表:列出元器件型号、数量和封装。避免直角走线,采用45°或弧形走线以减少阻抗突变。
实践方法:项目驱动与行业案例的结合项目化学习路径初级项目:设计一款基于STM32的4层开发板,要求包含USB、以太网接口,需掌握电源平面分割、晶振布局等技巧。进阶项目:完成一款支持PCIe 4.0的服务器主板设计,需通过HyperLynx仿真验证信号完整性,并通过Ansys HFSS分析高速连接器辐射。行业案例解析案例1:医疗设备PCB设计需满足IEC 60601-1安全标准,如爬电距离≥4mm(250V AC),并通过冗余电源设计提升可靠性。案例2:汽车电子PCB设计需通过AEC-Q200认证,采用厚铜箔(≥2oz)提升散热能力,并通过CAN总线隔离设计避免干扰。过孔与层叠:避免跨分割平面布线,关键信号换层时需添加地过孔以减小回路面积。宜昌正规PCB设计功能
关键信号优先:对于高速信号、敏感信号等关键信号,要优先安排其走线空间,并尽量缩短走线长度,减少干扰。咸宁专业PCB设计厂家
布线:优先布设高速信号(如时钟线),避免长距离平行走线;加宽电源与地线宽度,使用铺铜降低阻抗;高速差分信号需等长布线,特定阻抗要求时需计算线宽和层叠结构。设计规则检查(DRC):检查线间距、过孔尺寸、短路/断路等是否符合生产规范。输出生产文件:生成Gerber文件(各层光绘文件)、钻孔文件(NCDrill)、BOM(物料清单)。设计规则3W规则:为减少线间串扰,线中心间距不少于3倍线宽时,可保持70%的电场不互相干扰;使用10W间距时,可达到98%的电场不互相干扰。咸宁专业PCB设计厂家