PCB廠商介紹的PCB設計十大黃金法則

本文將介紹PCB設計的幾條黃金法則。 自商業PCB設計誕生25年來，這些規則大部分沒有改變，并廣泛適用于各種PCB設計項目。

雖然目前半導體集成度越來越高，很多應用也都有片上系統可供使用，而且很多功能強大的開箱即用開發板也變得越來越容易獲得，但電子產品在用例中的很多應用仍然需要使用定制PCB。在一次性開發中，即使是一塊普通的PCB也能發揮非常重要的作用。PCB是設計的物理平臺，是原始元器件電子系統設計最靈活的部分。本文將介紹PCB設計的幾條黃金法則。自商業PCB設計誕生25年來，這些規則大部分沒有改變，并廣泛適用于各種PCB設計項目。這些規則對于年輕的電子設計工程師和更成熟的電路板制造商都有很大的指導作用。

本文以下內容介紹了電子設計工程師在使用設計軟件進行PCB布局設計和商業制造時應記住和實踐的十項最有效的設計原則。工程師不需要按時間順序或相對重要性來實施這些規則，但如果遵循所有規則，他們可以極大地改變產品設計。

規則 1：選擇正確的網格設置并始終使用與大多數組件匹配的網格間距。雖然多網格看似有效，但如果工程師能夠在PCB布局設計的初始階段多思考，就可以避免間隔設置的困難，最大限度地利用電路板。由于許多設備使用多種封裝尺寸，工程師應該使用最有利于自己設計的產品。另外，多邊形對于電路板上的銅鍍層非常重要。多柵電路板在多邊形上覆銅時，一般會出現多邊形填充偏差。雖然它不像基于單一網格的那樣標準，但它可以提供超過電路板所需的使用壽命。

規則 2：保持路徑最短且直接。這聽起來簡單又常見，但在每個階段都應該牢記在心，即使這意味著改變電路板布局以優化布線長度。 這尤其適用于模擬和高速數字電路，其中系統性能始終部分受到阻抗和寄生效應的限制。

規則3：盡量使用電源層來管理電源線和地線的分布。對于大多數 PCB 設計軟件來說，電源層上的銅涂層是一種快速而簡單的選擇。 通過將大量導體連接在一起，可以確保提供具有最高效率和最小阻抗或電壓降的電流，同時提供足夠的接地返回路徑。 如果可能的話，也可以在電路板的同一區域走多條電源線，以確認地平面是否覆蓋了PCB層的大部分層，這有利于相鄰層走線之間的相互作用。

規則 4：將相關組件與所需的測試點分組在一起。例如，OpAmp運算放大器所需的分立元件靠近器件放置，以便旁路電容和電阻可以與它們配合在同一地，這有助于優化規則2中提到的布線長度，也使得測試和故障檢測更容易。

規則5：將所需的電路板復制到另一塊較大的電路板上多次進行PCB組裝。選擇最適合制造商所使用設備的尺寸，有利于降低原型設計和制造成本。首先，將電路板布置在面板上，聯系電路板制造商以獲得他們對每個面板的首選尺寸規格，然后修改您的設計規格，并嘗試在這些面板尺寸內多次重復您的設計。

規則 6：整合組件值。作為設計人員，您會選擇一些元件值高或低但性能相同的分立元件。通過合并較小范圍的標準值，可以簡化物料清單并降低成本。 如果您擁有一系列基于首選器件價值的PCB產品，從長遠來看，它也將幫助您做出正確的庫存管理決策。

規則7：盡可能執行設計規則檢查（DRC）。雖然在PCB軟件上運行DRC功能只需要很短的時間，但在更復雜的設計環境中，只要在設計過程中始終進行檢查，就可以節省大量時間，這是一個值得保留的好習慣。 每個布線決策都至關重要，通過執行 DRC 始終可以提醒您最重要的布線。

規則8：靈活運用絲網印刷。 絲網印刷可用于標記各種有用的信息，以供電路板制造商、服務或測試工程師、安裝人員或設備調試人員將來使用。 不僅要清楚地標出功能和測試點標簽，還要盡可能地標明元件和連接器的方向，即使這些注釋印在電路板中使用的元件的下表面上（電路板組裝后） 。 線路板上下表面全面應用絲網印刷技術，可以減少重復性工作，簡化生產流程。

規則9：必須選擇去耦電容。 不要嘗試通過避免電源線去耦和遵循組件數據表中的限制來優化您的設計。 電容器便宜且耐用。 您可以花費盡可能多的時間來組裝它們，同時遵循規則 6 并使用標準值范圍來保持庫存整潔。

規則 10：生成 PCB 制造參數并在提交生產之前進行驗證。 雖然大多數電路板制造商都樂意直接為您下載和驗證，但您最好先輸出Gerber文件，然后使用免費閱讀器檢查它們是否符合預期，以避免誤解。 通過個人驗證，您甚至會發現一些不小心的錯誤，從而避免因com而造成的損失。