电子产品世界

在以原理图形式化电路功能并决定采用的零件、器件和技术后，下一步是创建功能性的PCB布局。这一步旨在将所有元件安装在PCB上并建立所有必要的连接，确保板块尺寸最小，并满足应用特定目标，如最小损耗或最大信号完整性。然而，这一过程可能非常复杂，不仅仅是在电子元件之间绘制连接。本文将介绍在产品生命周期这一关键阶段需要牢记的重要最佳实践方法。

利用子电路实现元件的最佳布置

PCB设计中的子电路识别显著影响器件的布置和布线策略。通过隔离电路中的特定功能模块，设计师可以战略性地布置元件，确保PCB空间和短信号路径的高效利用，最大限度地减少串扰和信号衰减的可能性。这一过程直接影响设备布置，敏感的低压区域应战略性地远离高压区段，以防止信号损坏，确保安全可靠地运行。

工程师还必须考虑在含数字集成电路设计中电容和通孔的解耦空间，以确保在短暂需求高峰期的可靠供电。在解耦电容与电源引脚之间设置额外的通孔，可以通过利用平面电容来提升电容。

这张图展示了左侧走线在与IC引脚融合时变细的过程。图还展示了如何将通孔放置在解耦电容和电源引脚之间。

热管理还会影响单个元件或整个子电路的布置。对热敏感的元件可能表现出不同的特性，应远离产生热量的部件，尤其是当PCB作为散热器时。设计师应考虑外部散热片的空间和净空需求。

布线：不仅仅是布线

这些走线在PCB上占用较大空间，各种制造限制以及导电材料的物理和电气特性都会影响布线。正确作时，PCB设计工程师可以在最小化所需板空间的同时，确保其可靠运行。

工程师应尽量尽量缩短走线长度，即使是在不需要精确阻抗或信号路径匹配的非关键设计中。信号传播距离越远，衰减越大。较长的走线电阻越高，导致信号衰减和衰弱——反过来使电路更容易受到噪声影响。同样，较长的线路更容易引入电磁干扰和信号衰减。它们可以作为天线，接收或辐射电磁干扰，影响附近的敏感元件。

走线宽度还会影响电路的阻抗和对电噪声的敏感性。由于粗走线对噪声更敏感，工程师应尽量尽量最小化走线宽度。然而，他们必须确保线路符合电流要求，尤其是在有电时。在射频和高频应用中，粗线应逐渐变细，以保持信号完整性并帮助减少信号反射。信号传输线不应在长距离上并行运行，以减少线路间的信号串扰。同样，线路间距过窄会增加交叉耦合，因此工程师应努力将线路间隔至少为介电厚度的三倍。

将信号线间距较远而非并联，可以防止易受信号之间的串扰。

最后，通孔应始终成对放置，设计者应尽量将GND通孔靠近信号和功率通孔，以改善通电感并增强电流回波路径——最大限度地减少信号失真和串扰。

对多层PCB进行层叠加优化

一层的走线不会与其他层分离，如果不小心布线，会受到其他层的走线和焊盘的影响。实心参考平面和供电平面会影响PCB上其他线路的电容和信号完整性。工程师应确保信号和电源线路运行在实心参考平面之上。通常参考值为0V，但在某些情况下也可以是另一种合适的功率平面。参考平面不应有显著的间隙。如果有，信号走线不应越过间隙，以避免在易受影响的应用中出现关键的电磁干扰问题。

靠近走线的通孔可以防止受影响的走线经过下面的实心铜层。

例如，放置通孔可能会在平面上产生间隙，当通孔未连接到参考平面时。当过于靠近信号走迹时，过孔可能会在参考平面上造成间隙，使信号走路暴露。

摘要

创建功能齐全的PCB布局涉及战略性元件布置和高效连接布线，以实现应用特定目标。子电路识别发挥着关键作用，使设计者能够优化空间利用，减少信号衰减，并防止串扰。热管理因素也会影响元件的摆放，尤其是对热敏感部件。解耦电容和通孔对于可靠的供电至关重要，在数字集成电路设计中必须仔细考虑其位置。

高效的走线设计至关重要，因为要考虑制造限制和导电材料的特性。工程师应尽量减少走线长度，以减少信号衰减和电磁干扰。走线宽度会影响阻抗和噪声敏感性，因此需要在宽度和电流需求之间取得平衡。仔细考虑中孔，尤其是其配对和与信号线路的接近程度，对于最大限度减少信号失真和串扰至关重要。

多层PCB布线涉及层相互作用，实心参考平面会影响电容和信号完整性。确保信号和电源线路运行在坚固的参考平面上至关重要，避免间隙以防止电磁干扰（EMI）问题。如果孔孔放置不当，可能会在参考平面上产生空隙。接地和供电平面以及解耦电容在短电流尖峰期间有效缓解电压低下问题。

关键词： PCB ​布线 通孔 多层PCB