PCB设计准备
1. 硬件随附信息 C
●准确的原理图，包括纸质和电子文件以及无错误的网络表。
● 包含组件代码的正式物料清单 (BOM)。硬件工程师应提供封装库中未包含的组件的数据手册或实物，并指定引脚的定义顺序。
● 提供PCB的总体布局图或重要单元和核心电路的位置图。提供PCB结构图，图中应标明PCB的形状、安装孔、元件位置、禁区以及其他相关信息。
2. 基本设计要求 设计之前
● 1A 或以上的大电流元件和网络。
● 重要的时钟信号、差分信号和高速数字信号。
● 模拟小信号和其他易受干扰的信号。
● 其他特殊所需信号。
3. 特殊要求说明
● 差分配电线路、需要屏蔽的网络、特性阻抗网络、等延迟网络等。
● 禁止对特殊元件、焊膏偏移、阻焊剂开口和其他结构特殊要求进行布线。
● 仔细阅读电路图，了解电路结构和电路的工作条件。
● 通过与硬件工程师的充分沟通，确认 PCB 中的关键网络，并了解高速组件的设计要求。
设计过程
1. 固定部件的包装
● 打开网络表，浏览所有组件包，确保所有组件的组件包正确，组件库中包含所有组件的组件包，网络表中的所有信息均使用大写字母，避免出现单侧加载错误或PCB物料清单不连续的情况，并确认组件的具体命名符合公司标准化命名规则。标准组件均已打包在公司统一的组件库中。
● 对于组件库中不存在的软件包，硬件工程师应提供组件数据手册或物理对象，由专门构建该库的人员构建该库，并请对方确认。
2. 搭建PCB板框架
● 根据 PCB 结构图或相应的模板创建 PCB 文件，包括安装孔、免布线区和其他相关信息。
● 尺寸标注。PCB的确切结构应在钻孔层中标明，无法进行封闭式尺寸标注。
3. 导入网络表
● 导入网表并排查所有加载问题，每个EDA软件都不同，请查看相关教程了解如何处理。
● 如果您使用的是 EDA 软件，则必须导入网表两次以上（没有任何提示信息），以确认导入是否正确。
4. PCB布局
● 第一步是确定参考点。通常，参考点设置在左侧和底部边界线的交点（或延伸线的交点）或印刷电路板插片的第一个焊盘处。
确定参考点后，元件布局和布线将基于该参考点。建议布局采用 10-25 MIL 网格。
● 首先按要求固定并锁定所有符合定位要求的部件。
● 版面布局的基本原则：
① 遵循先难后易、先大后小的原则。
②布局：您可以参考硬件工程师提供的原理图和粗略布局，并根据信号流模式放置主要原始器件。
③ 连接线路的总长度尽可能短，关键信号线路的长度应尽可能短。
④ 强信号、弱信号、高压信号和低压信号应该完全分开。
⑤ 高频元件之间应保持足够的间距。
⑥ 分离模拟信号和数字信号。
● 对于同一结构的电路部件，应尽可能采用对称布局。
● 根据均匀分布、重心平衡和美观布局的标准优化布局。
● 同一行的元件应沿 X 轴或 Y 轴方向对齐。同一行的极化分立元件也应沿 X 轴或 Y 轴方向对齐，以方便生产和调试。
● 元件的摆放应便于调试和维护，小型元件不应紧挨着大型元件放置，待调试元件周围应留有足够的空间。发热元件应有足够的散热空间，且发热元件应远离发热元件。
● 双列直插式元件之间的距离应大于 2 毫米。
- 毫米。小型SMD元件（例如电阻器和电容器）之间的距离应大于0.7毫米。SMD元件焊盘外侧与相邻元件焊盘外侧之间的距离应大于2毫米。插件设备与压接元件之间的距离不得小于5毫米。SMD元件与焊接面之间的距离不得小于5毫米。
● 集成电路的去耦电容应尽可能靠近芯片的电源引脚，高频应用时应遵循“近距离接触”的原则。去耦电容与电源和地之间应形成最短回路。
●旁路电容应均匀分布在集成电路周围。
● 在布置组件时，应尽可能将使用同一电源的组件放置在一起，以便将来进行电源分割。
● 用于阻抗匹配的电阻性和电容性器件的放置应根据其特性进行合理化。
匹配电容器和电阻器的布局应明确定义，并且多个负载的端子匹配必须放置在信号的最远端。
●匹配电阻的布置应靠近信号驱动端，距离一般不超过500Ω。
● 调整字符位置。所有字符不得全部位于上层圆盘上，以确保组装后字符信息清晰可见。所有字符在 X 或 Y 方向上应保持一致。字符尺寸和丝线引脚尺寸应统一。
● 将 MARK 点放置在 PCB 上。
5. PCB布线
●布线优先级
① 松散密度原则：从印刷电路板上连接关系简单的器件开始布线，并从连接最松散的区域开始布线，以调节各个器件的状态。
② 核心优先级原则：例如，DDR内存和其他核心部件应优先布线，类似的信号传输线应提供专用层，并设置电源和接地环路。其他次要信号应作为一个整体考虑，不应与关键信号冲突。
③关键信号线优先级：电源、模拟小信号、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号优先布线。
● 接地电路规则。
最小环路规则，即信号线及其环路构成的环路面积应尽可能小，环路面积越小，向外辐射越少，接收到的外部干扰也越小。基于此规则，在接地平面划分时，应考虑接地平面的分布和重要信号的对准，以避免因接地平面开槽等原因造成的问题：在双层板设计中，在为电源预留足够空间的情况下，应预留部分接地平面，并预留一些必要的孔位，以便有效地将信号线连接到仪表的两侧。对于一些关键信号，应尽量隔离接地平面。对于一些高频设计，需要特别注意接地平面信号环路，建议使用多层板。
● 扰频控制：
PCB上不同网络间因长距离平行布线而产生的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感造成的。克服这种干扰的主要措施是增加平行布线之间的距离，并遵循3W原则。
● 屏蔽保护：
与接地环路规则相对应的是，实际上也是要尽量减少信号环路面积，对于一些更重要的信号，例如时钟信号、同步信号：对于一些特别重要的，特别是高频信号，应该考虑使用铜轴电缆屏蔽结构设计，即上下铺设布层以隔离左右地线，但也要考虑如何有效地实现接地屏蔽和实际接地平面的有效结合。
● 对齐方向控制规则：
将相邻层的对齐方向形成正交结构，以避免相邻层中不同的信号线朝向同一方向，从而减少不必要的层间干扰；当由于电路板的结构限制难以避免这种情况时，尤其是在信号速率较高时，应考虑布线层的接地层隔离和信号线的接地信号线隔离。
● 阻抗匹配规则：
同一网络中的线宽应保持一致。线宽的变化会导致线路特性阻抗不均匀，并在高速传输时产生反射，因此在设计中应尽可能避免这种情况。在某些情况下，例如连接器引线、BGA封装引线以及类似结构，可能无法完全避免线宽的变化，此时应尽量减小中间不一致部分的有效长度。
- 比对长度控制规则：
设计中应遵循线路长度控制原则，即短线原则，尽量缩短线路长度，以减少线路长度带来的干扰问题。特别是对于一些重要的信号线，例如时钟线，务必将其振荡器放置在非常靠近器件的位置。对于驱动多个器件的情况，应根据具体情况决定采用何种网络拓扑结构。
- 倒角规则：
PCB设计中应避免使用锐角和直角，以免产生不必要的辐射并降低工艺性能。所有线间角度应≥135°。
- 电源层和地层的完整性规则：
对于导电孔密度较高的区域，应注意避免在电力层和接地层的挖掘区域内出现互连的孔，从而造成平面层的分割，这可能会破坏平面层的完整性，进而导致接地层中信号线的环路面积增加。
- 3W 法则：
为了减少线路间的干扰，应确保线路间距足够大。当线路中心距不小于线路宽度的3倍时，可以保证70%的电场互不干扰，这被称为3W规则。如果想要达到98%的电场互不干扰，可以使用10W规则。
●规则20H：
由于电源层和地层之间的电场强度是可变的，电磁干扰会从电路板边缘向外辐射，这被称为边缘效应。可以通过向内收缩电源层，使电场仅在地层范围内传导。以 1H（电源层和地层之间介质的厚度）为单位，向内收缩 20H 可将 70% 的电场限制在接地边缘；向内收缩 100H 可将 98% 的电场限制在接地边缘。
设置规则
1. 排列堆叠顺序
● 在高速数字电路中，电源层和接地层应该尽可能靠近，中间不应该有任何线路连接。
所有布线层都尽可能靠近一个平面，并且最好将接地平面用作隔离层。
● 为了最大限度地减少信号间的干扰，相邻布线层的信号方向应该相互垂直；如果无法避免方向相同，则应尽一切可能避免相邻信号层中相同方向的信号重叠。
● 您可以根据需要设置多个阻抗层。阻抗层应按要求清晰标注，注意参考层的选择，并将所有有阻抗要求的信号放置在阻抗层之上。
2.S等宽、等间距
● 当平均信号电流较大时，需要考虑线宽与电流的关系，详情请参考下表，即不同厚度和宽度的铜铂线的载流表。
3.设置溢流孔
下表可用于设置穿孔垫片和孔径。
