将PCB设计进行到底

在当前岗位上，PCB设计本不是份内工作，但是所里的PCB设计部门那工作效率实在无法忍受，快过年了出差外协也很是不方便。手头的项目里三个板子还是蛮急的，希望年前都能发出去制板，无奈之下只能选择自己动手。过去自己设计的PCB两层板较多，大都是简单的数字信号板，基本不带大电流、模数混合或者高速（50M以上），所以大都没什么特别讲究，画出来的板子也都像模像样的工作。唯一一次做得6层板还只是一个简单的转接板，4个信号层光走简单的一个方向的线。于是这次也很想再尝试一下。
机会被抓住了，那就逃不掉了。上图，有两组各两路的电源冗余电路在左右上角，对电流要求也比较高。在和电源设计人员讨论后，除了电源层外其他层也大面积的铺铜。

图1

图2

在这个大电流电路的PCB布局布线过程中，也是学到了一些过去未曾面对过也未曾仔细思考过的东西。另外，毕竟不是专门做PCB设计的，有些规范性的东西还是有些陌生。也是请教了所里的PCB设计师，要来了一份内部参考规范文档。消化后也是有所收获的。

1. 关于孔径大小：最小应不低于0.2mm，最大不大于6mm。如大于6mm，则用机械层制作。在另一块板子上用的一个继电器的焊盘是焊线用的，所以必须在板子上开一个很大的矩形孔，好将这个继电器固定在板子上。于是想当然的在PCB上画了一个超大的矩形焊盘，但是在PCB设计师检查师告诉我大于6mm的孔直接画上去工厂的机器好像是打不出来的（据说应该是没那么大的钻孔设备），改用Mechanical1层画一个矩形框就行。
2. 关于过孔：目前采用贯通式过孔（through hole）， 如果因为布线密度问题需要采用埋孔（blind/buried via ）应先与厂商协商。刚学PCB设计的时候通常也看到坛子里有人讨论什么通孔、盲孔、埋孔的概念，还分析的头头是道，实际上要国内的（国外的我不知道）印制板厂商做盲孔和埋孔成本应该是很高的，所以很少听说PCB设计中使用埋孔和盲孔的。
3. 在双层板设计中，一般应该使电流先经过滤波电容滤波再供器件使用，同时还要充分考虑到由于器件产生的电源噪声对下游的器件的影响，一般来说，采用总线结构设计比较好，在设计时，还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。之前我听一个朋友（也是一个牛人）说过在对电源布线的时候，优先让电源导线经过去耦电容，但是有一回在一个研讨会上请教据说是国内该领域的专家时，得到的答复是不需要考虑。不过今天从这份规范里得到的综合的说法也许更合情合理，对于两层板确是有走线讲究；但是多层板（有专门的内电层）就不需要过多考虑这个问题了。

4. 为了减少层间信号的电磁干扰，相邻布线层的信号线走向应取垂直方向。也许对于横的走一层竖的走另一层的布线方式，我们更多的只是简单的以为这样可以提供不同率，但是我们不应该忘记更重要的是为了减少层间的电磁干扰。

5. 平面层一般用于电路的电源和地层（参考层），由于电路中可能用到不同的电源和地层，需要对电源层和地层进行分隔，其分隔宽度要考虑不同电源之间的电位差，电位差大于12V时，分隔宽度为50mil，反之可选20--40mil 。

6. 另外，对于电流和线宽（包括板厚）的关系，这里给一个表大家参考。