PCB設(shè)計布線的注意要點，華秋十個實際案例告訴你

在我們的日常生活中，我們所接觸到的每一種電子設(shè)備當(dāng)中幾乎都會出現(xiàn)印刷電路板，如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。

要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)至關(guān)重要，而布線作為PCB設(shè)計過程的重中之重，這將直接影響PCB板的性能好壞。雖然現(xiàn)在很多高級的EDA工具提供了自動布線功能，而且也相當(dāng)智能化，但是自動布線并不能保證百分百的布通率。

需要注意的是，布線前，布局這步極為關(guān)鍵，它往往決定了后期布線的難易。哪些元器件該擺正面，哪些元件該擺背面，都要有所考量。但是這些都是一個仁者見仁，智者見智的問題。

從不同角度考慮擺放位置都可以不一樣。其實自己畫了原理圖，明白所有元件功能，自然對元件擺放有清楚的認(rèn)識。如果讓一個不是畫原理圖的人來擺放元件，其結(jié)果往往會讓你大吃一驚。

對于初入門來說，注意模擬元件，數(shù)字元件的隔離，以及機(jī)械位置的擺放，同時注意電源的拓?fù)渚涂梢粤恕?/p>

接下來就是布線。這與布局往往是互動的。有經(jīng)驗的人往往在開始就能看出哪些地方能布線成功。如果有些地方難以布線，還需要改動布局。對于fpga設(shè)計來說往往還要改動原理圖來使布線更加順暢。

布線和布局問題涉及的因素很多，對于高速數(shù)字部分，因為牽扯到信號完整性問題而變得復(fù)雜，但往往這些問題又是難以定量或即使定量也難以計算的。所以，在信號頻率不是很高的情況下，應(yīng)以布通為第一原則。

除此之外，在實際與客戶對接的過程中，我們還總結(jié)出了一些PCB設(shè)計布線注意要點。作為一家高可靠多層板制造商，華秋電子專注于 PCB 研發(fā)、制造，為客戶提供高可靠、短交期的打板體驗。

“為電子產(chǎn)業(yè)降本增效”是我們的使命，我們深知：在主生產(chǎn)鏈條中，產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)及設(shè)計工程成本雖然占比不高，但對總成本卻會產(chǎn)生很大的影響。

鑒于產(chǎn)品設(shè)計階段對最終產(chǎn)品質(zhì)量和成本重要作用，下文就結(jié)合10個線路的實際案例，針對設(shè)計中的一些問題，分享專家的解決方法，以助力全流程降本增效。

01銅皮填充線避免與走線或阻抗線為同一D碼

問題：

①線路層用填充線的方式鋪銅皮，后端生產(chǎn)優(yōu)化時，為了杜絕軟件分析時誤報及減少數(shù)據(jù)量，要操作把填充線轉(zhuǎn)成一個整體的銅皮（surface）；但是如果前端設(shè)計時填充線線寬大小跟其他正常線路線寬大小一樣，就無法雙擊選擇，就需要手動一條一條的選擇線路，效率低下。

專家建議：

①不建議用填充線方式設(shè)計鋪銅；

②如果一定要用填充線設(shè)計，線寬不要與正常線路設(shè)計線寬大小一樣；尤其是如下圖十字架線寬；否則很容易在后端操作轉(zhuǎn)銅皮時轉(zhuǎn)成一個整體，在優(yōu)化間距時被掏斷，導(dǎo)致開路。

優(yōu)化方式：

①非特殊情況，采用完整銅皮方式鋪銅。

②填充的線寬不能與信號線大小一致，需單獨大?。ㄈ?.11mil）。

02密疏布線不推薦or預(yù)先加大疏位置線

問題：

布線疏密程度差別大，在實際線路蝕刻時，密集線路那里藥水交換速率慢，需要更長時間才能保證線路蝕刻出來；但是其他位置線路同樣時間蝕刻，因藥水交換速度相對快，就會導(dǎo)致線幼；

專家建議：

①有足夠空間滿足3倍線寬條件且避免干擾的情況，在稀疏去添加鋪銅或平衡銅；

②稀疏區(qū)線寬大加2mil以上（主要平衡過渡避免信號突變）；

03PADS文件痛點

問題：

①用PADS軟件布線及層管理，相比AD要復(fù)雜些，在PCB文件轉(zhuǎn)gerber過程中，非標(biāo)準(zhǔn)的放置元素及2D線違規(guī)使用，將導(dǎo)致的一系列不容易發(fā)現(xiàn)的問題；

專家建議：

①規(guī)范設(shè)計文件，特殊設(shè)計的文件需說明（如logo放置在layer 119 需要添加到silkscreen top）；

②輸出gerber文件，用“華秋DFM”軟件進(jìn)行文件正確性查看。

04鋪銅瘦銅絲布線盡量規(guī)避

問題：

鋪銅瘦銅絲時，要注意有沒有這種小細(xì)絲；因為整個surface布是一體的，后端軟件無法識別準(zhǔn)確定位，肉眼看可能會遺漏沒發(fā)現(xiàn)；生產(chǎn)因為物理摩板的過程，銅條比較細(xì)，附著力比較小，可能脫落粘附到旁邊的線路，導(dǎo)致短路；

專家建議：

①鋪銅時正常產(chǎn)品殘銅最新寬度應(yīng)該要大于6mil，高密度的產(chǎn)品殘銅寬度不應(yīng)小于最新信號線的寬度；

05關(guān)注焊盤設(shè)計有效區(qū)域

問題：

從設(shè)計角度，三角形焊盤相對反常規(guī)，后端軟件識別時，會誤認(rèn)為是個矩形，不會認(rèn)為焊盤小，因此不會報錯；實際焊接的有效面積只有中間圓那么大，比實際相差一倍多，三角形的尖角實際會蝕刻掉，導(dǎo)致三角形焊盤更?。?/p>

專家建議：

①跟上面這個梯形斜角綜合來看，從焊盤焊接有效性的角度，邊角實際是有效焊接區(qū)域；建議設(shè)計時，考慮到上下間距比較大，可以考慮把上方的斜角刪掉，補(bǔ)充到下方的三角位置，擴(kuò)大下方焊盤的有效面積；做到上下都是矩形焊盤。

06板邊鋪銅線路網(wǎng)絡(luò)避開銑刀位置

問題：

①客戶提供原文件，如上圖有紅色板邊鋪銅，但實際生產(chǎn)板子最終是要通過成形工序把它切下來，紅色線路在銑刀路徑上，就會被切削掉；

②從整個板子設(shè)計來看，銅皮左右有很多導(dǎo)通孔僅僅依靠上圖箭頭位置實現(xiàn)導(dǎo)通，但又因為箭頭位置設(shè)計了個器件靠近邊緣；為了保證間距防止此處短路，因此無空間增加線路導(dǎo)通，設(shè)計完全失敗需要重新layout。

專家建議：

①從前端設(shè)計的角度考慮，板子生產(chǎn)成型過程中考慮后端有一個銑刀的過程，要保證一個適當(dāng)?shù)拈g距，這個間距大概要8Mil左右。

②在各個銅箔區(qū)布上過孔，保證電氣的導(dǎo)通性（下圖藍(lán)色箭頭）。

優(yōu)化方式：

07殘銅率相差太大的板子不要組合在一起制作

問題：

①如上圖，客戶提供一套板，希望拼板交貨；但從板子設(shè)計上看有些單板有鋪銅皮，箭頭所指單板卻完全沒有；如同時加工制作，電鍍過程中，因殘銅率相差很大，相同電流密度下，左下角的線路獲得的電流會非常大，而導(dǎo)致銅鍍的非常厚，可能導(dǎo)致后期蝕刻無法實現(xiàn)。

②如果是內(nèi)層線路，內(nèi)層空白太多，壓合時，中間PP膠可能因為局部填膠不足，導(dǎo)致分層。

專家建議：

從這個線路板來看，可從兩個維度做優(yōu)化，第一，在規(guī)避所有線路后，設(shè)計時在空曠位置正常鋪銅皮，這樣就能解決電鍍均勻性的問題。第二，殘銅率相差太大的單板，建議不要放在一起投板，區(qū)分下單制作即可。

08這種器件管腳太近，設(shè)計時盡量避免

問題：

器件管腳孔中心間距太小，對應(yīng)管腳位置可靠性不好；

專家建議：

需要加綠油橋，一般綠油橋3.5mil左右；對應(yīng)孔位公差一般+/-2mil左右，蝕刻側(cè)蝕量1mil左右。為了防止器件破孔，因此至少需要工作稿削后焊環(huán)3mil左右；以此可以推算出，選用器件孔壁間距10mil最好。

09要想BGA等大美觀優(yōu)先考慮設(shè)計阻焊限定pad

問題：

BGA想要美觀，成品大小一致，不會因為阻焊偏位等問題導(dǎo)致不呈圓形，可以按阻焊限定PAD設(shè)計。

專家建議：

優(yōu)先考慮阻焊限定pad（左圖）

10設(shè)計板邊裸銅帶，不能每層都設(shè)計，容易讓生產(chǎn)加工端與銑板程序弄混淆

問題：

客戶實際需求是希望外層邊緣有銅條帶，外觀看起來就像有條金邊，比較好看；但實際設(shè)計時，每層都有類似左圖類似外形銑板程序設(shè)計，且也沒有散熱過孔設(shè)計在銅條帶上，容易誤導(dǎo)后端以為是外形銑板程序設(shè)計。

專家建議：

①如果想設(shè)計“金邊”，建議只在外層線路層設(shè)計，做類似右上角的銅條，對應(yīng)的開窗也是這樣（注意阻焊層對應(yīng)開窗與銑刀路徑開窗中間不要留綠油絲）；

②建議在銅帶上做散熱過孔設(shè)計，這樣結(jié)合鉆孔也絕對不會搞錯。

優(yōu)化方式：

以上就是10個PCB線路設(shè)計優(yōu)化案例。作為一家致力于以信息化技術(shù)改善傳統(tǒng)電子產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)模式的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺，華秋電子在接單過程中對上述10個實際案例進(jìn)行了優(yōu)化。高可靠性產(chǎn)品+可視化交付體驗+值得信賴的服務(wù)，是我們對全球客戶的承諾。真正以行動踐行“為電子產(chǎn)業(yè)降本增效”的初心與使命！

后續(xù)我們將繼續(xù)分享其他PCB設(shè)計優(yōu)化案例，歡迎大家持續(xù)關(guān)注華秋電子。

華秋電子致力于為廣大客戶提供高可靠多層板制造服務(wù)，專注于 PCB 研發(fā)、制造，自有環(huán)保資質(zhì)，為客戶提供高可靠性、短交期的打板體驗。2018 年，華秋斥資數(shù)億元投資建設(shè)九江 205 畝 PCB 產(chǎn)業(yè)園，形成深圳快板廠、九江量產(chǎn)廠的分工協(xié)作格局，全面實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略布局。其中，深圳 PCB 快板廠產(chǎn)能達(dá) 2 萬平方米/月，九江量產(chǎn)廠一期產(chǎn)能 10 萬平方米/月，是全球 30 萬+客戶首選的 PCB 智造平臺。

審核編輯 黃昊宇