PCB又被稱為印刷電路板(Printed Circuit Board)，它可以實現電子元器件間的線路連接和功能實現，也是電源電路設計中重要的組成部分。今天就將以本文來介紹PCB板布局布線的基本規則。 一、元件布局基本規則 1. 按電路模塊進行布局，實現同一功能的相關電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應采用就近集中原則，同時數字電路和模擬電路分開; 2.定位孔、標準孔等非安裝孔周圍1.27mm 內不得貼裝元、器件，螺釘等安裝孔周圍3.5mm(對于M2.5)、4mm(對于M3)內不得貼裝元器件; 3. 臥裝電阻、電感(插件)、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路; 4. 元器件的外側距板邊的距離為5mm; 5. 貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大于2mm; 6. 金屬殼體元器件和金屬件(屏蔽盒等)不能與其它元器件相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應大于2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其它方孔外側距板邊的尺寸大于3mm; 7. 發熱元件不能緊鄰導線和熱敏元件;高熱器件要均衡分布; 8. 電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應布置在同側。特別應注意不要把電源插座及其它焊接連接器布置在連接器之間，以利于這些插座、連接器的焊接及電源線纜設計和扎線。電源插座及焊接連接器的布置間距應考慮方便電源插頭的插拔; 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件單邊對齊，有極性元件極性標示明確，同一印制板上極性標示不得多于兩個方向，出現兩個方向時，兩個方向互相垂直; 10、板面布線應疏密得當，當疏密差別太大時應以網狀銅箔填充，網格大于8mil(或0.2mm); 11、貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不準從插座腳間穿過; 12、貼片單邊對齊，字符方向一致，封裝方向一致; 13、有極性的器件在以同一板上的極性標示方向盡量保持一致。 二、元件布線規則 1、畫定布線區域距PCB板邊≤1mm的區域內，以及安裝孔周圍1mm內，禁止布線; 2、電源線盡可能的寬，不應低于18mil;信號線寬不應低于12mil;cpu入出線不應低于10mil(或8mil);線間距不低于10mil; 3、正常過孔不低于30mil; 4、雙列直插：焊盤60mil，孔徑40mil; 1/4W電阻：51*55mil(0805表貼);直插時焊盤62mil，孔徑42mil; 無極電容：51*55mil(0805表貼);直插時焊盤50mil，孔徑28mil; 5、注意電源線與地線應盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現回環走線。 三、如何提高抗干擾能力和電磁兼容性? 在研制帶處理器的電子產品時，如何提高抗干擾能力和電磁兼容性? 1、下面的一些系統要特別注意抗電磁干擾： (1) 微控制器時鐘頻率特別高，總線周期特別快的系統。 (2) 系統含有大功率，大電流驅動電路，如產生火花的繼電器，大電流開關等。 (3) 含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統。 2、為增加系統的抗電磁干擾能力采取如下措施： (1) 選用頻率低的微控制器： 選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波，方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度，比基波小，但頻率越高越容易發射出成為噪聲源，微控制器產生的最有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3倍。 (2) 減小信號傳輸中的畸變 微控制器主要采用高速CMOS技術制造。信號輸入端靜態輸入電流在1mA左右，輸入電容10PF左右，輸入阻抗相當高，高速CMOS電路的輸出端都有相當的帶載能力，即相當大的輸出值，將一個門的輸出端通過一段很長線引到輸入阻抗相當高的輸入端，反射問題就很嚴重，它會引起信號畸變，增加系統噪聲。當Tpd》Tr時，就成了一個傳輸線問題，必須考慮信號反射，阻抗匹配等問題。 信號在印制板上的延遲時間與引線的特性阻抗有關，即與印制線路板材料的介電常數有關。可以粗略地認為，信號在印制板引線的傳輸速度，約為光速的1/3到1/2之間。微控制器構成的系統中常用邏輯電話元件的Tr(標準延遲時間)為3到18ns之間。 在印制線路板上，信號通過一個7W的電阻和一段25cm長的引線，線上延遲時???大致在4~20ns之間。也就是說，信號在印刷線路上的引線越短越好，最長不宜超過25cm。而且過孔數目也應盡量少，最好不多于2個。 當信號的上升時間快于信號延遲時間，就要按照快電子學處理。此時要考慮傳輸線的阻抗匹配，對于一塊印刷線路板上的集成塊之間的信號傳輸，要避免出現Td》Trd的情況，印刷線路板越大系統的速度就越不能太快。 用以下結論歸納印刷線路板設計的一個規則： 信號在印刷板上傳輸，其延遲時間不應大于所用器件的標稱延遲時間。 (3) 減小信號線間的交叉干擾： A點一個上升時間為Tr的階躍信號通過引線AB傳向B端。信號在AB線上的延遲時間是Td。在D點，由于A點信號的向前傳輸，到達B點后的信號反射和AB線的延遲，Td時間以后會感應出一個寬度為Tr的頁脈沖信號。在C點，由于AB上信號的傳輸與反射，會感應出一個寬度為信號在AB線上的延遲時間的兩倍，即2Td的正脈沖信號。這就是信號間的交叉干擾。干擾信號的強度與C點信號的di/at有關，與線間距離有關。當兩信號線不是很長時，AB上看到的實際是兩個脈沖的迭加。 CMOS工藝制造的微控制由輸入阻抗高，噪聲高，噪聲容限也很高，數字電路是迭加100~200mv噪聲并不影響其工作。若圖中AB線是一模擬信號，這種干擾就變為不能容忍。如印刷線路板為四層板，其中有一層是大面積的地，或雙面板，信號線的反面是大面積的地時，這種信號間的交叉干擾就會變小。 原因是，大面積的地減小了信號線的特性阻抗，信號在D端的反射大為減小。特性阻抗與信號線到地間的介質的介電常數的平方成反比，與介質厚度的自然對數成正比。若AB線為一模擬信號，要避免數字電路信號線CD對AB的干擾，AB線下方要有大面積的地，AB線到CD線的距離要大于AB線與地距離的2~3倍。可用局部屏蔽地，在有引結的一面引線左右兩側布以地線。 (4) 減小來自電源的噪聲 電源在向系統提供能源的同時，也將其噪聲加到所供電的電源上。電路中微控制器的復位線，中斷線，以及其它一些控制線最容易受外界噪聲的干擾。電網上的強干擾通過電源進入電路，即使電池供電的系統，電池本身也有高頻噪聲。模擬電路中的模擬信號更經受不住來自電源的干擾。 (5) 注意印刷線板與元器件的高頻特性