PCB设计时要注意的一些问题

1.关于模数分地的问题，模拟电源参考模拟地，数字电源参考数字地，非必要不采用隔层参考，信号线也是如此，不能跨区域（模数）走线，比如数字信号下方在投影上不能有模拟地。布局时将用于模拟信号的器件与数字信号的器件分开，然后从ad芯片中间一刀切!模拟信号铺模拟地，模拟地/模拟电源与数字电源通过电感/磁珠单点连接。大致就像这个图里似的，这是固定翼飞控的一部分： 

2.0402封装的阻容在采用大面积铺铜时，考虑到器件的立碑效应和方便维修等因素，可挖空一部分或者采用十字花连接，而且尽量别用0402以下的封装，因为不好焊接。 

3.板子的边缘不能放置器件，板子边缘的器件在使用中容易被碰掉，以及考虑后期的拼板，特别是晶振，更不能放板子边缘，除了上述的原因，还会造成EMI问题，而且晶振离芯片尽量近，且晶振下尽量不走线，铺地网络铜皮。多处使用的时钟使用树形时钟树方式布线。 

4.一些特殊的信号线，如USB差分线等，隔层最好有相同参考平面，否侧会有识别不了USB的风险 

5.PCB布局时，依照模块化布局的方式，优先把模块内部的布局最小化和最优化（过孔、连线、铜皮都弄好）且所有电源和地信号都尽量打孔扇出，这样在后期走线时会有意识的避开这些孔，如果先走线再打孔，层数多的时候容易直接打到线上或者根本没有位置打孔，最后在根据设计合理安排各个模块的位置，这个过程中可能会存在部分模块的调整，这个不可避免，但是总体来说这样整个效率会提高很多，并且后续要修改板子布局的时候，可以很方便的移动整个模块，并且改动很小（特别是板子密度很高的时候）。

模块间的走线是PCB设计中最简单快速的地方，当整个板子所有的模块都弄好以后，走线会非常快，当开始走线的时候，意味着这个板子已经快画完了。另外，布局和走线的时候，需要清楚的知道每个电阻电容的作用，知道每根信号的作用(电源线，差分线，时钟线，高速线等等) ，不同的信号处理手段不同，比如每根线的通流够不够，线上有没有电流（没有电流就没有压降，所以走这根线的线宽和长度就没有什么影响，如果有电流，就要考虑压降，从而考虑线宽和长度），线是否需要做等长等等，线是否需要做包地处理等等，ADC模拟输入信号要做包地处理 

6.丝印一定要充分，连接器的接口定义、板子名字、日期、版本号以及各种补充说明等等，性质就和代码的注释一样 

7.地平面不要走线，保证平面的完整性，过孔太密也会分裂地平面，这时候需要加大过孔间距，好处是完整的地平面可以减少地线布线，降低回路阻抗，也可与相应的电源平面组成“板间电容”，为整个板子带来一些分布式电容，起到一定得去耦作用，最后是为信号提供一个稳定的参考电平，使所有信号线有确定的阻抗 

8.板子最后铺铜时，不要铺一块大铜皮然后让软件选择自动避让，这样铺铜既不美观，还有可能造成一些意想不到的问题， 一定要手动铺铜，手动避让，掌控板子整个状态 

9.打过孔时一定要考虑这个信号的通流量，再决定打孔的数量以及过孔的大小 ，一般打大一点问题不大

10.lvds等这种差分信号，在打孔换层时，旁边要再打两个回流地过孔，缩短回流路径，可以改善信号质量。重要信号可以进行包地处理，并隔一定间距打上回流地过孔，可以使信号质量保持最佳 

11.如果设计的电路系统中包含FPGA器件，则在绘制原理图前必需使用Quartus II软件对管脚分配进行验证。(FPGA中某些特殊的管脚是不能用作普通IO的) 

12.仅供参考的分层，不一定必须按照这个走：

4层板从上到下依次为：信号平面层、地、电源、信号平面层;

6层板从上到下依次为：信号平面层、地、信号内电层、信号内电层、电源、信号平面层。

6层以上板(优点是：防干扰辐射)，优先选择内电层走线，走不开选择平面层，禁止从地或电源层走线(原因：会分割电源层，产生寄生效应)。 

12.多电源系统的布线： 

  如FPGA+DSP系统做6层板，一般至少会有3.3V+1.2V+1.8V+5V。 

  3.3V一般是主电源，直接铺电源层，通过过孔很容易布通全局电源网络。 

  5V一般可能是电源输入，只需要在一小块区域内铺铜。且尽量粗(你问我该多粗——能多粗就多粗，越粗越好） 

  1.2V和1.8V是内核电源(如果直接采用线连的方式会在面临BGA器件时遇到很大困难)，布局时尽量将1.2V与1.8V分开，并让1.2V或1.8V内相连的元件布局在紧凑的区域，使用铜皮的方式连接 

13.关于过孔 

一、过孔的类型 

过孔一般又分为三类：通孔、盲孔和埋孔。 

盲孔：指位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度与孔径通常不超过一定的比率。 

埋孔：指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。 

通孔：这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以一般印制电路板均使用。 

二、过孔的设计规则 

综合设计与生产，工程师需要考虑以下问题： 

1，过孔不能位于焊盘上； 

2，器件金属外壳与PCB接触区域向外延伸1.5mm区域内不能有过孔。 

3，贴片胶点涂或印刷区域内不能有过孔。如采用贴片胶点涂或印刷工艺的CHIP、SOP元件下方的PCB区域。微信公众号：深圳LED网 

4，全通过孔内径原则上要求0.2mm（8mil）及以上，外径的是0.4mm（16mil）以上，有困难地方必须控制在外径为0.35mm（14mil）。 

5，BGA在0.65mm及以上的设计建议不要用到埋盲孔，成本会大幅度增加。 

6，过孔与过孔之间的间距不宜过近，钻孔容易引起破孔，一般要求孔间距0.5mm及以上，0.35mm-0.4mm极力避免，0.3mm及以下禁止。 

三、普通PCB中的过孔 

在普通PCB设计中，过孔的寄生电容和寄生电感对PCB设计的影响较小，对1-4层PCB设计，一般选用 0.36mm / 0.61mm / 1.02mm（钻孔/焊盘/POWER隔离区）的过孔较好，一些特殊要求的信号线（如电源线、地线、时钟线等）可选用 0.41mm / 0.81mm / 1.32mm 的过孔，也可根据实际选用其余尺寸的过孔 

四、高速PCB中的过孔 

高速PCB多层板中，信号从某层互连线传输到另一层互连线就需要通过过孔来实现连接，在频率低于1GHz时，过孔能起到一个很好的连接作用，其寄生电容、电感可以忽略。 

当频率高于1GHz后，过孔的寄生效应对信号完整性的影响就不能忽略，此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点，会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。 

当信号通过过孔传输至另外一层时，信号线的参考层同时也作为过孔信号的返回路径，并且返回电流会通过电容耦合在参考层间流动，并引起地弹等问题。 

可见，在高速PCB设计中，看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到： 

1，选择合理的过孔尺寸。对于多层一般密度的PCB设计来说，选用0.25mm / 0.51mm / 0.91mm（钻孔 / 焊盘 / POWER隔离区）的过孔较好；对于一些高密度的PCB也可以使用 0.20mm / 0.46mm / 0.86mm 的过孔，也可以尝试非穿导孔；对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗； 

2，POWER隔离区越大越好，考虑PCB上的过孔密度，一般为D1=D2+0.41； 

3，PCB上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量减少过孔； 

4，使用较薄的PCB有利于减小过孔的两种寄生参数； 

5，电源和地的管脚要就近过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗； 

6，在信号换层的过孔附近放置一些接地过孔，以便为信号提供短距离回路。 

7.通过大量过孔连接顶层和底层的铺铜，也就是将顶层和底层的“地”良好的连接，为接地点提供更多回路，以提高整个电路板的抗干扰能力。 

(持续更新)