PCB设计新手入门须知

说明：

本文是翻译自http://alternatezone.com/electronics/pcbdesign.htm 网站的PCB Design Tutorial，并加以整理，主要内容是关于PCB设计中一些通用准则，并非本人观点，整理的同时也尽力做到不改动原文意思。由于本人不才，很多地方并不是理解，所以只是将一部分内容翻译出来，原文中有很多部分都没有提到。再加上翻译能力有限，出错的地方还望及时指正，另外我也将原文发布到个人资源页上去了，有需要的朋友也可以直接在我的资源页上下载，名字就叫做PCB Design Tutorial。个人觉得这些规则适用于每一个刚入门PCB设计的人。原文作者也提到，如果想了解更多通用准则（Standard），可以查看IPC-2221 "Generic Standard on Printed Board Design" 文档，Google一下很容易找到。

正文：

基本规则

一、度量单位（Measurement Unit）

“Thou shall use thous” 是PCB设计中一句俗语，第一个thou是老式you的用法，后面的那个thou指的是度量单位。（译注：thou的复数还是thou，并不加s）

1 thou = 1/1000 inch = 0.0254mm

1 thou，也就是 1 mil，是英制（imperial）中的单位，而我们平时所熟悉的多是公制（metric）单位mm。

1. PCB设计中应该使用前者，而尽量避免mm。不要使用mil，而应该坚持用thou。

有一个通用规则：对于设计和布局的单位，如走线（track），焊盘（pad），间距（spacing）和栅格（grid），应该使用thou，而对于机械制造单位要求上，如孔径（hole size）和PCB板的尺寸（board dimensions），可以使用mm。

2. 对于PCB设计人员来说，必须熟练掌握thou和mm之间的换算关系，常用的如100 thou (0.1 inch) = 2.54mm, 200 thou (0.2 inch) = 5.08mm等。

3. 100 thou 对于PCB设计是基本的参考长度值。超过100 thou的一般使用inch来表示。

二、栅格（Grid）

坚持使用栅格。并保持snap to grid（吸附栅格）。

PCB设计时应首先设定好栅格值，以PADS为例，包括设计栅格（Design Grid），显示栅格（Display Grid）等。通孔栅格值一般为100 thou，走线多为50 thou。显示栅格无实际意义，只是为了方便查看，多设为100 thou。PCB布局的时候可以从50 thou开始，如果对空间要求比较好，降低到25 thou或者10 thou，但一定要保证栅格值能被100整除或者是100的整数分之一。

三、走线（Track）

通用准则：走线越宽越好。因为粗线低阻抗低感抗，而且容易制造，容易查错。

线宽最低标准一般用形如 X/Y的方式来表示，其中X表示线的最低宽度，Y代表线与线之间的空隙最低宽度（注意单位是thou），实际中多数是10/10或者8/8，如果你的线低于6 thou，应首先向制造商咨询能不能制作。

刚开始设计的时候，可以选择信号线宽度为25 thou，电源及地线的宽度为50 thou，焊盘之间的走线选择10-15 thou，当然如果对空间要求比较高，适当降低。尽量做到越宽越好。

四、焊盘（Pad）

一个简单的规则：焊盘直径应该是孔径的1.8倍，或者至少比孔径大0.5 mm。

通常直插式器件的焊盘直径多为70 thou的圆形焊盘，双列封装IC的焊盘多是高60 thou、宽90-100 thou的椭圆形焊盘。芯片的第1脚焊盘要区别于其他脚，一般设成矩形。这就是"rectangular pin 1"规则。

注意最好使用圆形或者椭圆形焊盘，除非需要使用矩形焊盘。

五、其他规则

1. 过孔（Via）和焊盘是不同概念，尽管实际上看起来差不多，但是一定要分别对待。

2. 覆铜的时候最好选择flood方式，hatch方式过时了。

3. 通孔之间至少要保持15 thou的距离，如果空间不够，降低到10或者8 thou。

元器件摆放与设计

有一句俗语：PCB设计%90是摆放，10%是走线。

一、PCB设计基本步骤

1. 设计好栅格值，包括设计栅格、显示栅格等，以及焊盘，走线的尺寸。
2. 把所有器件摆放在板上。
3. 把器件按照功能区分摆放。
4. 找出设计中最关键的线路部分，把这一部分的走线完成。
5. 在板外走线各功能模块。
6. 将各功能模块移动到板上放在合适的位置。
7. 走线剩下的模块之间的信号连接以及电源连接。
8. 整理一下板面布局
9. 做一次DRC（Design Rules Check）检查
10. 让其他人查看你的设计。

二、基本走线规则

1. 连接线越短越好。
2. 走线只能有45度角
3. 不要使用带弧形的角
4. 让你的线蜿蜒一点，不要只是“点到点”（译注：不理解这句，感觉与1点冲突。原文是“Snake” your tracks around the board, don’t just go “point to point”）
5. 开启电气栅格（如果有的话）
6. 走线一定要走到焊盘的中心处，而不是仅仅接触就可以了
7. 一条线走完，而不是多条线首尾相连。
8. 确保走线经过焊盘或者器件的中心，而不是偏向于其中一遍
9. 在距离为100 thou的焊盘之间最多只走1根线
10. 对于高电流的层间走线，使用多个过孔。
11. 不要拖拽走线，一定要保证只有45度角！
12. 可能的话，在焊盘之间用细线走过。（Neck down）
13. 先走电源和地线，并且把电源线做到越粗越好。
14. 保持电源线和地线相互接近，不要沿着板子不同方向走线。
15. 保持对称。
16. 不要留下死铜，扣掉或者接地
17. 不要再器件下面放置过孔
18. 尝试使用器件的通孔（though hole）来完成顶层与底层的连接，减少过孔（Via）的使用。

三、关于自动布线和自动放置

1. 除非你很有经验，否则不要使用自动布线。真正的设计者不使用自动布线。

2. 不要使用自动放置，这东西一点都不可靠。