13、印刷电路板布局规划与设计全解析

印刷电路板布局规划与设计全解析

1. 关键概念概述

印刷电路板（PCB）在现代电子设备中扮演着至关重要的角色。为了实现其功能，需要考虑诸多因素，如导体的电感、电气应力、布局设计规则、元件放置规则、导体的宽度、厚度、间距、形状、布线等，同时还要兼顾制造和组装的可行性与成本。

2. PCB 导体相关特性

2.1 导体电感

在设计快速信号或高速逻辑电路的导体图案时，电感耦合是主要关注点。即使在时钟频率仅为 10 kHz 的逻辑电路中，矩形信号的高频分量也可能引发问题。对于特定类型的 35μm 铜导体厚度的覆铜板，可通过相关图表计算不同宽度平行导体的电感。

2.2 高电气应力

随着 PCB 互连密度的增加，设计师需要逐渐减小导体间距和导电部件的尺寸，这自然会导致 PCB 中电气应力的增加。高电气应力可能引发退化机制，设计师需要提供足够的绝缘距离，以确保绝缘可靠性达到期望水平。

3. 布局设计基本规则

3.1 布局设计的三条基本规则

• 元件之间无干扰。
• 导体不相互交叉。
• 相邻导体之间有足够的间距。

一般来说，每个孔中只有一个引脚，且引脚必须穿过孔，不能与其他引脚焊接。轴向元件的引脚通常与本体轴线平行，除非另有规定。

3.2 元件放置规则

• 在高灵敏度电路中，先放置关键元件，使关键导体长度最短。
• 在不太关键的电路中，按信号流顺序排列元件，以实现最小的总导体长度。