隨著智能硬件的加速崛起，電路板是許多有產品不可或缺的一部分，目前正是電路板行業的井噴期，而國內對于PCB開發工程師這個職業就非常的吃香，想要成為薪資高的工程師就要完全掌握PCB專業技能知識才能。

那什么是PCB呢？PCB中文名稱為印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術制作的，故被稱為“印刷”電路板。隨著PCB尺寸要求越來越小，器件密度要求越來越高，PCB設計的難度也越來越大。

如何實現PCB高的布通率以及縮短設計時間？在這簡單說說對PCB規劃、布局和布線的設計技巧。

01

確定PCB的層數

電路板尺寸和布線層數需要在設計初期確定。布線層的數量以及層疊（STack-up）方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度，實現期望的設計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開始設計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。

02

設計規則和限制

要順利完成布線任務，布線工具需要在正確的規則和限制條件下工作。要對所有特殊要求的信號線進行分類，每個信號類都應該有優先級，優先級越高，規則也越嚴格。規則涉及印制線寬度、過孔的最大數量、平行度、信號線之間的相互影響以及層的限制， 這些規則對布線工具的性能有很大影響。

03

組件的布局

在最優化裝配過程中，可制造性設計（DFM）規 則會對組件布局產生限制。如果裝配部門允許組件移動，可以對電路適當優化，更便于自動布線。所定義的規則和約束條件會影響布局設計。自動布線工具一次只會考慮一個信號，通過設置布線的約束條件以及設定可布信號線的層，可以使布線工具能像設計師所設想的那樣完成布線。

如何對于電源線的布局：

①

在PCB 布局中應將電源退耦電路設計在各相關電路附近， 而不要放置在電源部分，否則既影響旁路效果， 又會在電源線和地線上流過脈動電流，造成竄擾。

②

對于電路內部的電源走向，應采取從末級向前級供電，并將該部分的電源濾波電容安排在末級附近。

③

對于一些主要的電流通道，如在調試和檢測過程中要斷開或測量電流，在布局時應在印制導線上安排電流缺口。

另外，要注意穩壓電源在布局時，盡可能安排在單獨的印制板上。當電源與電路合用印制板時，在布局中，應該避免穩壓電源與電路元件混合布設或是使電源和電路合用地線。因為這種布線不僅容易產生干擾，同時在維修時無法將負載斷開，到時只能切割部分印制導線，從而損傷印制板。

04

組件的布局

大多數資料中都會提到電容擺放要盡量靠近芯片，多數資料都是從減小回路電感的角度來談這個擺放距離問題。但是還有一個重要的原因就是電容去耦半徑問題。 理解去耦半徑最好的辦法就是考察噪聲源和電容補償電流之間的相位關系。當芯片對電流的需求發生變化時，會在電源平面的一個很小的局部區域內產生電壓擾動，電容要補償這一電流（或電壓），就必須先感知到這個電壓擾動。 當擾動區到電容的距離達到時，去耦作用失效，補償的能量無法 及時送達。為了能有效傳遞補償能量，應使噪聲源和補償電流的相位差盡可能的小，最好是同相位的。

例如：0.001uF陶瓷電容，如果安裝到電路板上后總的寄生電感為1.6nH，那么其安裝后的諧振頻率為125.8MHz，諧振周期為7.95ps。假設信號在電路板上的傳播速度為166ps/inch，則波長為47.9英寸。電容去耦半徑為47.9/50=0.958英寸，大約等于2.4厘米。本例中的電容只能對它周圍2.4厘米范圍內的電源噪聲進行補償，即它的去耦半徑2.4厘米。不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。對于大電容，因為其諧振頻率很低，對應的波長非常長，因而去耦半徑很大，這也是為什么我們不太關注大電容在電路板上放置位置的原因。對于小電容，因去耦半徑很小，應盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數資料上都會反復強調的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。

也會有心急的工程師畫完原理圖，把網表導入PCB后就迫不及待的把器件放好，開始拉線。其實一個好的PCB布局能讓你后面的拉線工作變得簡單。每一塊板子都會有一個信號路徑，PCB布局也應該盡量遵循這個信號路徑，讓信號在板子上可以順暢的傳輸。如果原理圖是按照模塊設計的，PCB也一樣可以。

所以對于從業的PCB設計人員有更加嚴格和更加專業的技能要求，但是目前大部分PCB工程師的現狀是局限在一些簡單或單一產品的PCB設計，沒有系統化PCB設計的學習，從而導致PCB工程無法自我提升或者企業成本的增加。

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