PCB布线注意事项(1)

1.走线宽度

        在PCB板设计中，不同类型的走线宽度会根据电流、电压、信号频率、阻抗匹配以及制造工艺要求等因素有所不同。以下是一些常见类型走线的推荐宽度范围（以mil为单位）：

1. 普通信号线
   - 宽度范围：8 ~ 12 mil
   - 适用场景：低速数字信号或模拟信号。
   - 设计注意：
     - 普通信号线的宽度主要受制造工艺限制，一般不需要考虑大电流或阻抗匹配。
     - 如果走线较长，应注意减少串扰。

 2. 电源线
   - 宽度范围：
     - 低电流电源（<1A）：20 ~ 40 mil
     - 中电流电源（1A ~ 3A）：40 ~ 80 mil
     - 高电流电源（>3A）：80 mil及以上（视具体电流决定）
   - 适用场景：为芯片、模块供电的电源线或地线。
   - 设计注意：
     - 宽度需根据电流大小计算，确保不会因电流过大而导致发热。
     - 使用多层板时，通常将电源和地通过整层平面进行分布，而非单独走线。

 3. 高速信号线
   - 宽度范围：通常为 5 ~ 12 mil，具体宽度需根据阻抗匹配设计。
   - 适用场景：高频信号（如USB、HDMI、PCIe、DDR等）。
   - 设计注意：
     - 高频信号线的宽度和间距需遵循阻抗规则（如50欧姆单端阻抗或90欧姆差分阻抗）。
     - 宽度、间距、介质厚度以及PCB材料共同决定阻抗匹配。
     - 推荐使用PCB设计软件中的阻抗计算器进行仿真和优化。

 4. 差分信号线（高速信号）
   - 宽度范围：与单端高速信号线类似，通常为 5 ~ 10 mil。
   - 差分间距（两个信号线之间的中心间距）：8 ~ 15 mil（根据阻抗匹配要求调整）。
   - 适用场景：需要差分传输的高速信号（如USB、LVDS、HDMI等）。
   - 设计注意：
     - 差分对的两个信号线需等长，间距需严格控制。
     - 差分阻抗通常为90欧姆。

5. 地线（GND）
   - 宽度范围：20 ~ 100 mil或更多（根据电流需求）。
   - 适用场景：地线通常需要足够宽，以降低电阻和电感。
   - 设计注意：
     - 大电流电路中，地线宽度越宽越好，推荐使用“地平面”设计代替单独走线。

6. 功率轨（Power Bus）
   - 宽度范围：100 ~ 300 mil，甚至更宽。
   - 适用场景：大电流的功率传输，如开关电源输出或电机驱动电源。
   - 设计注意：
     - 对于极高电流，可以在PCB增加铜箔厚度（如2oz铜厚）或使用多条平行走线。
     - 更宽的功率轨也有助于降低电压降。

 7. 低功耗信号线
   - 宽度范围：5 ~ 8 mil
   - 适用场景：低电流、低速的控制信号线。
   - 设计注意：
     - 遵循PCB制造商的最小宽度和间距要求。
     - 尽量缩短走线长度以减少噪声干扰。

8. 射频信号线
   - 宽度范围：视阻抗匹配而定，通常为 5 ~ 10 mil。
   - 适用场景：天线馈线或其他射频模块信号。
   - 设计注意：
     - 射频信号线通常需要严格的阻抗控制，常见阻抗为50欧姆。
     - 推荐使用微带线或共面波导设计，进行仿真确认。

9. 微控制器IO信号
   - 宽度范围：6 ~ 10 mil
   - 适用场景：低速数字信号，如GPIO、I2C、UART等。
   - 设计注意：
     - 宽度足够即可，一般不需要阻抗匹配。
     - 如果信号线较长，需要考虑串扰或终端匹配。

实际设计中的建议
- 制造能力：咨询PCB制造商，确认他们的最小线宽和线距。例如，一些制造商提供最小5 mil线宽，但建议10 mil以上以提高可靠性。
- 电流容量计算：合理计算所需的走线宽度，避免过热或电压降过大。
- 阻抗匹配：对于高速信号，建议使用专业仿真工具（如Altium Designer、Cadence等）进行阻抗计算。

2.走线与焊盘间距

• 最小间距：通常由PCB制造商的工艺能力决定。对于一般应用，常见的最小间距为6 mil，但为了提高可靠性，设计时建议采用较大的间距，如8到10 mil。

• 电气隔离：需要足够的间距以防止电气干扰，特别是在高压或高频应用中。

软件设置“安全距离”

       大多数PCB设计软件都允许设计者设定特定的设计规则来自动化和简化间距管理。以下是一些常用PCB设计软件的设置方法：

Altium Designer

1. 打开设计规则编辑器：
   - 在菜单中选择“Design” > “Rules”。
   
2. 设置间距规则：
   - 在“Electrical”类别下选择“Clearance”。
   - 定义不同对象之间的最小间距，包括走线与焊盘、走线与走线、焊盘与焊盘等。
   - 输入所需的间距值（如10 mil）并应用到整个设计。

3. 运行DRC（设计规则检查）：
   - 在设计完成后，运行DRC以确保所有间距符合设定的规则。

Eagle PCB

1. 打开设计规则：
   - 选择“Edit” > “Design Rules”。

2. 设置间距参数：
   - 在“Clearance”选项卡中，设置走线与焊盘、焊盘与焊盘之间的最小间距。
   - 输入适当的数值（如8 mil）以确保设计符合要求。

3. 验证设计：
   - 使用“DRC”命令检查设计中的任何违规行为。

KiCad

1. 访问设计规则设置：
   - 选择“Setup” > “Design Rules”。
   
2. 调整间距规则：
   - 在“Clearance”选项卡中设置走线之间、走线与焊盘之间的最小间距。
   - 输入相应的值（如10 mil）并保存设置。

3. 检查设计合规性：
   - 使用“DRC”功能确认所有部分均符合设计规则。

Cadence Allegro

1. 在Cadence Allegro中，设计者可以通过“Constraint Manager”来定义和管理设计规则，包括间距规则。
2. 设计规则包括走线与焊盘之间的间距，可以在“Spacing Constraint Set”中进行设置，确保设计符合制造要求。