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【摘要】在印制电路板设计中，PCB布局布线是最为重要的一步。本文从印制电路板的整体布局、印制电路板设计的布线原则、印制电路板的布线技巧分析 以及走线的注意事项四个方面详细阐述了在电路板设计中布线的重要性和必要性。
【关键词】印制电路板，设计，布线，技巧
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
近年来随着科技的发展，电子产业迅速兴起。在电子产品中，PCB的布局布线是最重要的。本文主要探讨的就是印制电路板设计过程中的布线技巧及一般布线的注意事项。
二、印制电路板的整体布局
整体布局是PCB设计的第一步，合理的布局不但可以增加PCB的视觉美感，
还可以提高产品的电磁兼容水平，一般来说，器件的整体布局应遵循以下原则：
1、围绕各功能电路的核心元件进行布局，保证各元器件沿同一方向整齐、紧凑排列，易受干扰的元器件不能相邻布置，以防止信号间耦合；
2、处理敏感信号的元件要远离电源、大功率器件等，并且不允许敏感信号线穿过大功率器件，热敏元件应远离发热元件，温度敏感元件宜置于温度最低的区域；
3、加大具有高电位差元器件之间的距离，防止它们放电而引发短路,并可在无铅时代减少CAF (Conductive Anodic Filament)发生的可能性。同时，高电压元器件应尽量布设在调试时手不易触及的地方，并加以绝缘保护；
4、对于高频电路，推荐采用菊花链布线或星形布线，并且高速数字信号应布置在与地线相邻的信号层,并且信号线尽可能短；
5、一个过孔会带来约0.5pF的分布电容,因此,减少过孔数量可显著提高运行速度。
三、印制电路板设计的布线原则
1、输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免生反馈藕合。
2、印制导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1～15mm时.通过2A的电流，温度不会高于3℃，因此导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选O.02～0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5～8mm。
3、印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状，这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受熟产生的挥发性气体。
四、印制电路板的布线技巧分析
PCB的布线是整个设计流程中最为关键的环节，布线的是否合理科学，布线时间的长短，线路的是否合理等多方面的因素都会对整个电路的运行状况有着是否严重的影响，因此，做好布线工作，有着重要的经济意义和安全效益。
1、确定PCB的层数
电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小，在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。
2、组件的布局
组件的布局是布线中比较关键的环节，布局会受到可制造性设计规则的限制，在装配单位要求可以元件的移动时候，便于电路的优化组合，便于实施布线的自动化。一般而言，组件的布局要重点关注几个关键点，首先，在电源线的布置过程，在PCB布局中要把电源的退耦电路安排在相关电路附近，避免和电源相近，其次，电路内部的电流方向安排，要坚持按照优先级来进行供电，比如从最后一级到最前面一级的开始供电，一般而言，电源的滤波电容会设计在最后最末尾的一级，最后是对主流电流通道的设计，要在印制导线上设计电流的缺口，方便后续调试和监测。
在组件的布局中，要把稳压电源安排在单独的印制板上，当不得不合用时候，要尽力让电路中的各种元件的布置分开，且不能让电源和电路的地线相互重合或者是发生共用。
3、扇出设计
在扇出设计阶段，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试和电路再处理。为了使自动布线工具效率最高，一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线，间隔设置为50mil较为理想。要采用使布线路径数最大的过孔类型。经过慎重考虑和预测，电路在线测试的设计可在设计初期进行，在生产过程后期实现。根据布线路径和电路在线测试来确定过孔扇出类型，电源和接地也会影响到布线和扇出设计。
4、手动布线以及关键信号的处理
手动布线是在整个印制板电路设计布线中的重要环节之一。通过手动布线可以让自动布线工具能更方便更顺利的实施自动布线过程，在手动布线中，手动选出网络，并加以固定，有利于形成自动布线的可靠布线路径。
在手动布线过程中，要科学对关键信号实施布线设计，实施手动布线为主，并采用自动布线工具辅助，在关键信号布线完成后，必须要有专业人员进行质量检测，看各种标准是否符合国家要求。在检测完成后，可以把已经布置好的线路固定，再实施对剩下的信号布线。
在手动布线中，地线中存在阻抗，使得电路中存在一定的阻抗干扰，故在布线过程中，要谨慎连接带有地线符号点的连接，否则会产生耦合坏损，电路难以正常运行。
5、自动布线技术
对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感等，在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上得到保证。
在对信号进行自动布线时应该采用通用规则。通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量，布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。在设置好约束条件和应用所创建的规则后，自动布线将会达到与预期相近的结果，在一部分设计完成以后，将其固定下来，以防止受到后边布线过程的影响。布线次数取决于电路的复杂性和所定义的通用规则的多少。现在的自动布线工具功能非常强大，通常可完成100%的布线。但是，当自动布线工具未完成全部信号布线时，就需对余下的信号进行手动布线。
五、走线的注意事项
1、印刷电路板导线线走线时拐弯一般取斜45度线,直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能。在双面布线时,两面的导线应该相互垂直、斜交或弯曲走线,避免相互平行,以减少寄生电容。
2、导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定,一般要求2000V电位差之间线距离应该大于2mm。在布线密度低的情况下,间距应该尽可能的大,通常线间距最好不要低于0.3mm。
3、当使用过孔完成走线的换层时,注意过孔的位置不能放在数字芯片下方。因为这样会引入不必要的电磁干扰,使元件工作不稳定。
4、元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因为焊接过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修。
5、同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远,否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激,采用这样“一点接地法”的电路,工作较稳定,不易自激。
六、结束语
以上是对印制电路板设计过程中的布线技巧的分析与探讨，在实际操作中，布线是否合理严重影响的电子产品的功效，因此施工人员应该本着严谨的施工态度、科学的布线技巧进行印制电路板的布线，这样才能显示自己的职业素养和专业技能，切实可行地提高人民的生活品质。
参考文献：
[1]周斌 赵肖运 印制电路板的电磁兼容性设计 中国集成电路-2010年5期
[2]賀宁 印刷电路板设计中的布线布局技巧 科技与生活-2010年11期
[3]杨静 浅谈印制电路板(PCB)设计过程中的布线技巧 城市建设理论研究-2012年28期
[4]王国卿 模块印制电路板设计原则 中国科技财富-2010年12期
【关键词】印制电路板，设计，布线，技巧
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
近年来随着科技的发展，电子产业迅速兴起。在电子产品中，PCB的布局布线是最重要的。本文主要探讨的就是印制电路板设计过程中的布线技巧及一般布线的注意事项。
二、印制电路板的整体布局
整体布局是PCB设计的第一步，合理的布局不但可以增加PCB的视觉美感，
还可以提高产品的电磁兼容水平，一般来说，器件的整体布局应遵循以下原则：
1、围绕各功能电路的核心元件进行布局，保证各元器件沿同一方向整齐、紧凑排列，易受干扰的元器件不能相邻布置，以防止信号间耦合；
2、处理敏感信号的元件要远离电源、大功率器件等，并且不允许敏感信号线穿过大功率器件，热敏元件应远离发热元件，温度敏感元件宜置于温度最低的区域；
3、加大具有高电位差元器件之间的距离，防止它们放电而引发短路,并可在无铅时代减少CAF (Conductive Anodic Filament)发生的可能性。同时，高电压元器件应尽量布设在调试时手不易触及的地方，并加以绝缘保护；
4、对于高频电路，推荐采用菊花链布线或星形布线，并且高速数字信号应布置在与地线相邻的信号层,并且信号线尽可能短；
5、一个过孔会带来约0.5pF的分布电容,因此,减少过孔数量可显著提高运行速度。
三、印制电路板设计的布线原则
1、输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免生反馈藕合。
2、印制导线的最小宽度主要由导线与绝缘基扳间的粘附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0.05mm、宽度为1～15mm时.通过2A的电流，温度不会高于3℃，因此导线宽度为1.5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选O.02～0.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5～8mm。
3、印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外，尽量避免使用大面积铜箔，否则长时间受热时，易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好用栅格状，这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受熟产生的挥发性气体。
四、印制电路板的布线技巧分析
PCB的布线是整个设计流程中最为关键的环节，布线的是否合理科学，布线时间的长短，线路的是否合理等多方面的因素都会对整个电路的运行状况有着是否严重的影响，因此，做好布线工作，有着重要的经济意义和安全效益。
1、确定PCB的层数
电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小，在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。
2、组件的布局
组件的布局是布线中比较关键的环节，布局会受到可制造性设计规则的限制，在装配单位要求可以元件的移动时候，便于电路的优化组合，便于实施布线的自动化。一般而言，组件的布局要重点关注几个关键点，首先，在电源线的布置过程，在PCB布局中要把电源的退耦电路安排在相关电路附近，避免和电源相近，其次，电路内部的电流方向安排，要坚持按照优先级来进行供电，比如从最后一级到最前面一级的开始供电，一般而言，电源的滤波电容会设计在最后最末尾的一级，最后是对主流电流通道的设计，要在印制导线上设计电流的缺口，方便后续调试和监测。
在组件的布局中，要把稳压电源安排在单独的印制板上，当不得不合用时候，要尽力让电路中的各种元件的布置分开，且不能让电源和电路的地线相互重合或者是发生共用。
3、扇出设计
在扇出设计阶段，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试和电路再处理。为了使自动布线工具效率最高，一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线，间隔设置为50mil较为理想。要采用使布线路径数最大的过孔类型。经过慎重考虑和预测，电路在线测试的设计可在设计初期进行，在生产过程后期实现。根据布线路径和电路在线测试来确定过孔扇出类型，电源和接地也会影响到布线和扇出设计。
4、手动布线以及关键信号的处理
手动布线是在整个印制板电路设计布线中的重要环节之一。通过手动布线可以让自动布线工具能更方便更顺利的实施自动布线过程，在手动布线中，手动选出网络，并加以固定，有利于形成自动布线的可靠布线路径。
在手动布线过程中，要科学对关键信号实施布线设计，实施手动布线为主，并采用自动布线工具辅助，在关键信号布线完成后，必须要有专业人员进行质量检测，看各种标准是否符合国家要求。在检测完成后，可以把已经布置好的线路固定，再实施对剩下的信号布线。
在手动布线中，地线中存在阻抗，使得电路中存在一定的阻抗干扰，故在布线过程中，要谨慎连接带有地线符号点的连接，否则会产生耦合坏损，电路难以正常运行。
5、自动布线技术
对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感等，在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上得到保证。
在对信号进行自动布线时应该采用通用规则。通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量，布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。在设置好约束条件和应用所创建的规则后，自动布线将会达到与预期相近的结果，在一部分设计完成以后，将其固定下来，以防止受到后边布线过程的影响。布线次数取决于电路的复杂性和所定义的通用规则的多少。现在的自动布线工具功能非常强大，通常可完成100%的布线。但是，当自动布线工具未完成全部信号布线时，就需对余下的信号进行手动布线。
五、走线的注意事项
1、印刷电路板导线线走线时拐弯一般取斜45度线,直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能。在双面布线时,两面的导线应该相互垂直、斜交或弯曲走线,避免相互平行,以减少寄生电容。
2、导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定,一般要求2000V电位差之间线距离应该大于2mm。在布线密度低的情况下,间距应该尽可能的大,通常线间距最好不要低于0.3mm。
3、当使用过孔完成走线的换层时,注意过孔的位置不能放在数字芯片下方。因为这样会引入不必要的电磁干扰,使元件工作不稳定。
4、元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因为焊接过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修。
5、同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远,否则因两个接地点间的铜箔太长会引起干扰与自激,采用这样“一点接地法”的电路,工作较稳定,不易自激。
六、结束语
以上是对印制电路板设计过程中的布线技巧的分析与探讨，在实际操作中，布线是否合理严重影响的电子产品的功效，因此施工人员应该本着严谨的施工态度、科学的布线技巧进行印制电路板的布线，这样才能显示自己的职业素养和专业技能，切实可行地提高人民的生活品质。
参考文献：
[1]周斌 赵肖运 印制电路板的电磁兼容性设计 中国集成电路-2010年5期
[2]賀宁 印刷电路板设计中的布线布局技巧 科技与生活-2010年11期
[3]杨静 浅谈印制电路板(PCB)设计过程中的布线技巧 城市建设理论研究-2012年28期
[4]王国卿 模块印制电路板设计原则 中国科技财富-2010年12期