PCB設計優(yōu)化丨布線(xiàn)布局必須掌握的檢查項

為確保電路板的性能和制造可行性，一般會(huì )通過(guò)規范檢查：電氣規則、布線(xiàn)與布局、元器件封裝、機械尺寸與定位，以及生產(chǎn)制造與裝配檢查、EMC/EMI合規性、DFM/DFA評估、文檔完整性等，來(lái)降低后期制造缺陷，提高產(chǎn)品的穩定性和可靠性。

而在PCB設計中，布局與布線(xiàn)是決定整個(gè)電路板性能、可靠性及制造成本的關(guān)鍵環(huán)節之一，所以本文將重點(diǎn)介紹其相關(guān)檢查項概述。

一、布局檢查

?1、導入網(wǎng)表

最新的原理圖生成的網(wǎng)表導入PCB，保證PCB前后一致。

2、外形尺寸

● 確認外形圖是最新的。

●確認外形圖已考慮了禁止布線(xiàn)區、傳送邊、擋條邊、拼板等問(wèn)題。

●確認PCB模板是最新的。

●比較外形圖，確認PCB所標注尺寸及公差無(wú)誤, 金屬化孔和非金屬化孔定義準確。

●確認外形圖上的禁止布線(xiàn)區已在PCB上體現。

3、布局

●數字電路和模擬電路是否已分開(kāi)，信號流是否合理。

●時(shí)鐘器件布局是否合理。

●高速信號器件布局是否合理。

●端接器件是否已合理放置（串阻應放在信號的驅動(dòng)端，其他端接方式的應放在信號的接收端）。

● IC器件的去耦電容數量及位置是否合理。

●器件布局間距，IC大于1mm、BGA大于3mm。

●保護器件（如TVS、PTC）的布局及相對位置是否合理。

●電源的整體布局保證電源的流向單一，無(wú)迂回。

●是否按照設計指南或參考成功經(jīng)驗放置可能影響EMC實(shí)驗的器件，如：面板的復位電路要稍靠近復位按鈕。

●較重的元器件，應該布放在靠近PCB支撐點(diǎn)或支撐邊的地方，以減少PCB的翹曲。

●對熱敏感的元件（含液態(tài)介質(zhì)電容、晶振）盡量遠離大功率的元器件、散熱器等熱源。

●器件高度是否符合外形圖對器件高度的要求。

●壓接插座周?chē)?mm范圍內，正面不允許有高度超過(guò)壓接插座高度的元件，背面不允許有元件或焊點(diǎn)。

●測試接口、LED燈擺放在方便測試的一側。

●在PCB上軸向插裝較高的元件，應該考慮臥式安裝。留出臥放空間。并且考慮固定方式，如晶振的固定焊盤(pán)。

●金屬殼體的元器件，特別注意不要與其它元器件或印制導線(xiàn)相碰，要留有足夠的空間位置。

●母板與子板，單板與背板，確認信號對應，位置對應，連接器方向及絲印標識正確。

●打開(kāi)TOP和BOTTOM層的place-bound，查看重疊引起的DRC是否允許。

●波峰焊面，允許布設的SMD種類(lèi)為：0603以上（含0603）貼片R、C、SOT、SOP（管腳中心距≥1 mm）。

●波峰焊面，SMD放置方向應垂直于波峰焊時(shí)PCB 傳送方向。

●波峰焊面，陰影效應區域為0.8mm（垂直于PCB 傳送方向）和1.2mm（平行于PCB 傳送方向），鉭電容在前為2.5mm，以焊盤(pán)間距判別。

●元器件是否100%放置。

4、器件封裝

●打印1∶1布局圖，檢查布局和封裝，硬件設計人員確認。

●器件的管腳排列順序，第1腳標志，器件的極性標志，連接器的方向標識。

●器件封裝的絲印大小是否合適，器件文字符號是否符合標準要求。

●插裝器件的通孔焊盤(pán)孔徑是否合適、安裝孔金屬化定義是否準確。

●表面貼裝器件的焊盤(pán)寬度和長(cháng)度是否合適（焊盤(pán)外端余量約0.4mm，內端余量約0.4mm，寬度不應小于引腳的最大寬度）。

●回流焊面和波峰焊面的電阻和電容等封裝是否區分。

●是否已更新封裝庫（用viewlog檢查運行結果）。

二、布線(xiàn)檢查

1、EMC與可靠性

● 布通率是否100%。

● 時(shí)鐘線(xiàn)、差分對、高速信號線(xiàn)是否已滿(mǎn)足（SI約束）要求。

●高速信號線(xiàn)的阻抗各層是否保持一致。

●各類(lèi)BUS是否已滿(mǎn)足（SI約束）要求。

● E1、以太網(wǎng)、串口等接口信號是否已滿(mǎn)足要求。

●時(shí)鐘線(xiàn)、高速信號線(xiàn)、敏感的信號線(xiàn)不能出現跨越參考平面而形成大的信號回路。

●電源、地是否能承載足夠的電流（估算方法：外層銅厚1oz時(shí)1A/mm線(xiàn)寬，內層0.5A/mm線(xiàn)寬，短線(xiàn)電流加倍）。

●芯片上的電源、地引出線(xiàn)從焊盤(pán)引出后就近接電源、地平面，線(xiàn)寬≥0.2mm（8mil），盡量做到≥0.25mm（10mil）。

●電源、地層應無(wú)孤島、通道狹窄現象。

● PCB上的工作地（數字地和模擬地）、保護地、靜電防護與屏蔽地的設計是否合理。

●單點(diǎn)接地的位置和連接方式是否合理。

●需要接地的金屬外殼器件是否正確接地。

●有極性的鉭電容以上的電容，要保證與電源和地層的充分連接，如需換層連接，需2個(gè)以上過(guò)孔。

●安裝螺釘或墊圈的周?chē)粦锌赡芤鸲搪返淖呔€(xiàn)、銅皮和過(guò)孔。若有結構圖，參考結構圖即可；若無(wú)結構圖，向結構師確認需留多大的空間。

●信號線(xiàn)上不應該有銳角和不合理的直角。

●布線(xiàn)過(guò)程中盡量減少T型走線(xiàn)的STUB影響。

●差分對之間是否盡量執行了3W原則，打孔過(guò)層注意耦合性。

●相鄰兩層信號層走線(xiàn)，盡量垂直走線(xiàn)，確實(shí)不能滿(mǎn)足垂直走線(xiàn)的，需符合3W原則。

2、間距

● Spacing rule set要滿(mǎn)足最小間距要求。

●不同的總線(xiàn)之間、干擾信號與敏感信號之間是否盡量執行了3W原則。

●差分對之間是否盡量執行了3W原則。

●差分對的線(xiàn)間距要根據差分阻抗計算，并用規則控制。

●非金屬化孔內層離線(xiàn)路及銅箔間距應大于0.5mm（20mil），外層0.3mm（12mil），單板起拔扳手軸孔內層離線(xiàn)路及銅箔間距應大于2mm（80mil）。

●銅皮和線(xiàn)到板邊，推薦大于2mm，最小為0.5mm。

●內層地層銅皮到板邊1-2mm，最小為0.5mm。

●內層電源邊緣與內層地邊緣是否盡量滿(mǎn)足了20H原則。

3、焊盤(pán)的出線(xiàn)

● 對采用回流焊的chip元器件，chip類(lèi)的阻容器件應盡量做到對稱(chēng)出線(xiàn)、且與焊盤(pán)連接的cline必須具有一樣的寬度。對器件封裝大于0805且線(xiàn)寬小于0.3mm（12mil）可以不加考慮。

●對封裝≤0805chip類(lèi)的SMD, 若與較寬的cline 相連，則中間需要窄的cline過(guò)渡，以防止“立片”缺陷。

●線(xiàn)路應盡量從SOIC、PLCC、QFP、SOT等器件的焊盤(pán)的兩端引出。

4、過(guò)孔

●鉆孔的過(guò)孔孔徑不應小于板厚的1/8。

●過(guò)孔的排列不宜太密，避免引起電源、地平面大范圍斷裂。

●在回流焊面，過(guò)孔不能設計在焊盤(pán)上。正常開(kāi)窗的過(guò)孔與焊盤(pán)的間距應大于0.5mm（20mil），綠油覆蓋的過(guò)孔與焊盤(pán)的間距應大于0.15mm（6mil），方法：將Same Net DRC打開(kāi)，查DRC，然后關(guān)閉Same Net DRC）。

●除散熱大焊盤(pán)以外，其他焊盤(pán)盡量不打過(guò)孔。

5、禁布區

●金屬殼體器件和散熱器件下，不應有可能引起短路的走線(xiàn)、銅皮和過(guò)孔。

●安裝螺釘或墊圈的周?chē)粦锌赡芤鸲搪返淖呔€(xiàn)、銅皮和過(guò)孔。

6、大面積銅箔

●若Top、bottom上的大面積銅箔，如無(wú)特殊的需要，應用網(wǎng)格銅（單板用斜網(wǎng)，背板用正交網(wǎng)，線(xiàn)寬0.3mm（12mil）、間距0.5mm（20mil））。

●大面積銅箔區的元件焊盤(pán)，應設計成花焊盤(pán)，以免虛焊；有電流要求時(shí)，則先考慮加寬花焊盤(pán)的筋，再考慮全連接。

●大面積布銅時(shí)，應該盡量避免出現沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )連接的死銅。

●無(wú)孤島銅皮。

●動(dòng)態(tài)銅皮確保處于smooth狀態(tài)（update to smooth）。

●大面積銅箔還需注意是否有非法連線(xiàn)，未報告的DRC。

●小焊盤(pán)避免與大銅皮全連接，以免造成銅皮散熱過(guò)快導致焊接問(wèn)題，若有電流要求時(shí)，增寬連接線(xiàn)的寬度。

7、測試點(diǎn)

●各種電源、地的測試點(diǎn)是否足夠（每2A電流至少有一個(gè)測試點(diǎn)）。

●測試點(diǎn)是否已達最大限度。

● Test Via、Test Pin的間距設置是否足夠。

● Test Via、Test Pin是否已Fix。

8、DRC

●更新DRC，查看DRC中是否有不允許的錯誤。

● Test via 和Test pin 的Spacing Rule應先設置成推薦的距離，檢查DRC，若仍有DRC存在，再用最小距離設置檢查DRC。

9、光學(xué)定位點(diǎn)

●原理圖的Mark點(diǎn)是否足夠。

● 3個(gè)光學(xué)定位點(diǎn)背景需相同，其中心離邊≥5mm。

●管腳中心距≤0.5mm的IC，以及中心距≤0.8mm（31mil）的BGA器件，應在元件對角線(xiàn)附近位置設置光學(xué)定位點(diǎn)。

●周?chē)?0mm無(wú)布線(xiàn)的孤立光學(xué)定位符號，應設計為一個(gè)內徑為3mm環(huán)寬1mm的保護圈。

10、阻焊檢查

●是否所有類(lèi)型的焊盤(pán)都正確開(kāi)窗。

● BGA下的過(guò)孔是否處理成蓋油塞孔。

●除測試過(guò)孔外的過(guò)孔是否已做開(kāi)小窗或蓋油塞孔。

●光學(xué)定位點(diǎn)的開(kāi)窗是否避免了露銅和露線(xiàn)。

●電源芯片、晶振等需銅皮散熱或接地屏蔽的器件，是否有銅皮并正確開(kāi)窗。由焊錫固定的器件應有綠油阻斷焊錫的大面積擴散。

11、絲印

● PCB編碼（銅字）是否清晰、準確，位置是否符合要求。

●條碼框下面應避免有連線(xiàn)和過(guò)孔；PCB板名和版本位置絲印是否放置，其下是否有未塞的過(guò)孔。

●器件位號是否遺漏，位置是否能正確標識器件。

●器件位號是否符合公司標準要求。

●絲印是否壓住板面銅字。

●器件絲印層位號大小建議寬20-25mil，高30-35mil。根據板卡密度，可適當調整。

●器件的絲印層文字方向，頂層為從左到右，從下到上。底層為從右到左，從下到上。

●打開(kāi)阻焊，檢查字符、器件的1腳標志、極性標志、方向標識是否清晰可辨（同一層字符的方向是否只有兩個(gè)：向上、向左）。

●背板是否正確標識了槽位名、槽位號、端口名稱(chēng)、護套方向。

●生成GERBER文件后，重新導入絲印層單獨檢查，確保絲印層準確無(wú)誤。

12、孔圖

● Notes的PCB板厚、層數、絲印的顏色、翹曲度，以及其他技術(shù)說(shuō)明是否正確。

●疊板圖的層名、疊板順序、介質(zhì)厚度、銅箔厚度是否正確；是否要求作阻抗控制，描述是否準確。疊板圖的層名與其光繪文件名是否一致。

13、其他

●母板與子板的插板方向標識是否對應。

●工藝反饋的問(wèn)題是否已仔細查對。

以上是PCB工程師在設計過(guò)程中需要注意的檢查項，如果覺(jué)得逐項檢查比較麻煩，或者怕經(jīng)驗不足出現漏檢情況，也推薦大家使用專(zhuān)業(yè)的可制造性設計分析軟件——華秋DFM，它可以幫助工程師在設計初期，就避免很多因設計不當導致的制造缺陷，提高工作效率。

●布局方面

可以檢查元器件之間的間距、定位精度、極性方向等是否符合DFM規則，以及特殊元件如高密度BGA的封裝周?chē)季€(xiàn)空間和散熱通路設計是否合理。

●布線(xiàn)方面

能夠對電路板上的導線(xiàn)寬度、間距、過(guò)孔到導線(xiàn)的距離、電氣安全間距等進(jìn)行精確檢測，并且可以評估高速信號線(xiàn)的長(cháng)度匹配、阻抗控制及串擾等問(wèn)題。

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