PCB走线间距设计-规则制定落地实操指南

原创于 2025-10-20 10:54:44 发布 · 843 阅读

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PCB 走线间距的设计是 “理论标准” 与 “实际需求” 的平衡过程 —— 既要满足电压、信号、环境的要求，又要兼顾 PCB 尺寸、制造成本的限制。设计阶段若间距规划不当，后期修改可能导致大面积重新布线，甚至 PCB 尺寸调整。

一、走线间距规则制定：先 “分类” 再 “量化”

设计前需先按 “电压等级”“信号类型”“功能模块” 对走线分类，再为每类制定明确的间距标准，避免 “一刀切” 式的间距设定（要么浪费空间，要么存在风险）。

1. 按电压等级分类制定间距

根据 PCB 上的电压范围，将走线分为低压、中压、高压三类，对应不同间距：

低压走线（≤30V，如芯片供电、控制信号）：最小间距 0.1-0.15mm，适合消费电子、小家电等场景；若 PCB 尺寸紧张，可压缩至 0.08mm（需确认制造厂商的蚀刻精度能否达标，通常要求蚀刻公差 ±0.01mm 以内）。

中压走线（30V-250V，如工业设备的 24V 直流、110V 交流）：最小间距 0.5-1mm，需在走线两侧预留 “安全边距”，避免与其他走线交叉；若存在裸露焊盘，焊盘与相邻走线间距需比线线间距大 50%（如线线间距 0.5mm，焊盘与线间距≥0.75mm）。

高压走线（≥250V，如 220V 交流、高压电源模块）：最小间距≥1.5mm，且需与其他走线之间设置 “隔离带”（宽度≥1mm 的空白区域或接地铜皮），防止高压信号通过耦合干扰其他电路；若 PCB 表面有阻焊层，可适当放宽间距（但仍需≥1mm），无阻焊层则需增加 20% 间距。

2. 按信号类型分类制定间距

不同信号的干扰特性不同，需针对性设定间距，尤其避免高频信号、强功率信号干扰敏感信号：

高频信号（≥100MHz，如射频、时钟信号）：与其他非同类信号的间距≥5 倍线宽（如线宽 0.2mm，间距≥1mm）；若为差分信号（如 DDR5、5G 射频），需保持 “等间距平行布线”，差分对内部间距为线宽的 2-3 倍（如线宽 0.2mm，对内间距 0.4-0.6mm），差分对与外部走线间距≥10 倍线宽（≥2mm），减少串扰。

功率信号（如电机驱动、电源输出）：电流越大，间距需越大（避免导线过热导致绝缘老化），比如 1A 电流的功率线间距≥0.2mm，5A 电流≥0.5mm，10A 电流≥1mm；同时，功率线与信号线间距≥2mm，防止功率波动干扰信号。

敏感信号（如模拟信号、传感器信号）：与高频、功率信号的间距≥3mm，且需在敏感信号两侧布接地铜皮（铜皮与信号线间距 0.1-0.2mm），形成 “屏蔽走廊”；若敏感信号为小信号（如 mV 级传感器输出），间距需进一步增大至 5mm 以上，避免耦合噪声超过信号本身幅度。

二、设计软件中的间距设置：从 “规则定义” 到 “实时检查”

主流 PCB 设计软件（如 Altium Designer、Cadence Allegro、KiCad）都支持 “自定义间距规则”，需按分类设置参数，并开启实时 DRC（设计规则检查），避免违规布线。

以 Altium Designer 为例，具体操作步骤如下：

打开 “Design Rules” 对话框，在 “Electrical”→“Clearance” 中新建规则，按电压、信号类型命名（如 “LowVoltage_Clearance”“HighFreq_DiffPair”）。

为每个规则设置 “适用对象”：比如 “LowVoltage_Clearance” 适用于 “Net Class” 中的 “LowVoltage_Nets”（提前将所有低压网络归为一类），“HighFreq_DiffPair” 适用于 “Diff Pair Class” 中的 “RF_DiffPairs”。

设定 “最小间距值”：如低压规则设为 0.1mm，高压规则设为 1.5mm，差分对内间距设为 0.4mm；同时设置 “例外规则”，比如 “高压走线与接地铜皮的间距可放宽至 0.8mm”（接地铜皮能降低爬电风险）。

开启实时 DRC：在软件右下角勾选 “DRC”，布线时若间距违规，会显示红色警示线；完成布线后，执行 “Tools”→“Design Rule Check”，生成 DRC 报告，逐一排查违规项（重点关注高压、高频信号的间距问题）。

需注意，软件默认的间距规则可能不符合实际需求（如默认 0.2mm，不区分电压、信号），必须根据产品特性自定义，否则易出现设计漏洞。

三、常见设计误区：避开 “安全隐患” 与 “性能陷阱”

误区 1：为压缩 PCB 尺寸，无限制缩小间距。某智能手表 PCB 设计中，将 3.7V 电源走线与 I2C 信号线间距设为 0.06mm（低于厂商蚀刻精度 0.08mm 的下限），导致生产时 15% 的 PCB 出现短路，不得不重新修改设计、增大间距至 0.1mm，延误量产周期。

误区 2：忽略 “跨层走线” 的间距。多层 PCB 中，相邻层的走线若在垂直方向重叠，即使表层间距合格，也可能因层间电容耦合产生干扰。正确做法是：相邻层的高频走线、敏感走线避免垂直重叠，若无法避免，需在两层之间增加接地层，或增大垂直投影间距（≥0.5mm）。

误区 3：间距规则 “一刀切”。某工业 PLC PCB 设计中，将所有走线间距统一设为 0.3mm，导致 220V 高压走线与 5V 信号线间距不足，设备运行时出现信号杂波，后来将高压与信号线间距调整为 2mm，杂波问题解决。

PCB 走线间距设计需 “分类施策、软件落地、规避误区”，既要基于理论标准，又要结合实际场景灵活调整，通过规则化设计和实时检查，确保每一处走线间距都符合可靠性要求。