PCBLayout
PCB常用的各个层的含义
top-layer 和 bottom layer（顶层和底层）
顶层跟底层的走线
mechanical 和 keep-out layer（机械层和禁止布线层）
【mechanical】是定义整个PCB板的外观的（不过目前大多数厂家都按照keepout layer禁止布线层为准），其实我们在说机械层的时候就是指整个PCB板的外形结构
【keep-out layer】是定义我们在布电气特性的铜时的边界，也就是说我们先定义了禁止布线层后，我们在以后的布过程中，所布的具有电气特性的线不可能超出禁止布线层的边界
top overlay和bottom overlay（顶层和底层丝印）
topoverlay和bottomoverlay是定义顶层和底层的丝印字符，可以印制信息，文字甚至图片，不会对板子造成影响，只是辅助使用，就是一般我们在PCB板上看到的元件编号和一些字符
top paste和bottom paste（顶层和底层助焊层）
助焊层：paste mask，为非布线层，该层用来制作钢网，而钢网上的孔就对应着电路板上的SMD 器件的焊点。在表面贴装（SMD）器件焊接时，先将钢网盖在电路板上（与实际焊盘对应），然后将锡膏涂上，用刮片将多余的锡膏刮去，移除钢网，这样SMD 器件的焊盘就加上了锡膏，之后将SMD 器件贴附到锡膏上去（手工或贴片机），最后通过回流焊机完成SMD 器件的焊接
top solder和bottomsolder（顶层和底层阻焊层）
阻焊层：solder mask，阻焊层其实还可以叫开窗层、绿油层。由于焊接电路板时焊锡在高温下的流动性，所以必须在不需要焊接的地方涂一层阻焊物质，防止焊锡流动、溢出引起短路。它是指pcb上要铺绿油的地方，而这阻焊层使用的是负片输出，所以在阻焊层的形状映射到板子上以后，并不是上了绿油阻焊，反而是露出了铜皮。露出铜皮，习惯性叫开窗
multi layer（多层）
表示所有的信号层，在它上面放置的元件会自动放到所有的信号层上。所以在设计工作中，可以通过该层将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。
一般，焊盘与过孔都要设置在多层上，如果关闭此层，焊盘与过孔就无法显示出来
Signal layer(信号层)
信号层主要用于放置走线。对于两层板，主要是Top layer，Bottom layer层，多层板的话还有若干个MidLayer(中间层)
Internal plane layer(内部电源/接地层)
主要用于布置电源线和接地线，通常是一块完整的锡箔
Drill layer(钻孔层)
钻孔层提供电路板制造过程中的钻孔信息(如焊盘，过孔就需要钻孔)
布线规则
- 旁路电容尽量靠近IC脚，这样对整个电路的抗干扰能力有很大的帮助
- 布局的时候，可以把零件尽量对齐，可以增加板子美观。
- 多层板的顶层IC底部，最好铺一下铜，有助于IC散热以及抗干扰。
- 贴片IC的管脚不要做的太长，防止IC在SMT贴片过回流焊的时候锡膏融化拉动而出现零件位置偏移。
- 地管脚接地的线越短越好。
- 插座或一些间距较小的，这个零件要过波峰焊的最好做拖锡焊盘，这样做可以减少执锡的地方。
- 零件焊盘不要打过孔，因为过回流焊的时候可能造成零件少锡，除非PCB做 塞孔工艺，就是用绿油把过孔塞住。
- PCB最好不要直角，顿角，锐角走线，可能会造成阻抗变化的情况，因为拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间，如果是信号线那个尖角就会产生EMI，也会使阻抗不连续会造成信号的反射，从而形成干扰源。
- 电源应该串联一个防浪涌绕线电阻， 可以抵抗很大一部分浪涌，对整个电路可以提升抗干扰能力
- 电源线按“主线——支线”走成分支形，避免环形走线。
- 电源先经过滤波电容，再进元件，先大电容后小电容。
- 易受干扰的关键信号线作包地处理。
- 布线时要合理安排导线和过孔位置，构造出大块的地，提高板子的EMC性能。
- 模拟地和数字地分开，再分别用0欧电阻接到大地。
- 滤波电容靠近芯片电源脚，电流先过电容再进芯片。
- 静电防护器TVS件请靠近端子处摆放，也就是PCB板的输入输出端口。因为这些地方是人体最容易接触到的地方，比如我们笔记本电脑的HDMI、USB、VGA、电源、雷电等接口处经常会添加一些静电防护器件TVS的，靠近端口是将静电释放的能量直接在端口处泄放到地上去，因为如果在芯片端则可能导致板内的一些器件受到影响，就是提前释放静电，保护电子器件。
- 晶振与器件之间的距离需要稍微大一些，晶体在温度下会导致频偏变大，所以在晶振。Layout时需要注意器件的相关说明，避免靠近发热严重是器件。晶振附近不要走线，如果要走，则需要将走线与晶体用地线包起来。时钟走线最好不要跨层走线。
- 时钟等重要信号线走线不能靠近晶体、电感，如果靠近则有可能导致串扰干扰问题。
- 电源线不能走细，电源走线太细的问题在于后面负载需要极高电流时，在瞬间来讲是交流变化，所以在细走线寄生电感上产生压降，造成需求端电压变为电源减去寄生电感上的压降，此时可能导致问题出现。
- IC底部有散热的，需要在PCB上做焊盘散热，有条件的可以打多一些过孔。
- 连接端子走线出线请增加泪滴，否则阻抗不连续情况会变得更差。增加泪滴的目的在于使得走线逐渐的右粗变细或者游戏变粗，增加连续性，而不是直接变化。增加泪滴也可以一定程度增加焊盘的牢靠性。
- 关键信号不要打过孔，可以牺牲掉一些不重要的信号的走线，使得关键信号走线完整。
- 关键信号或元件的背面铺地，不要走线，避免干扰。
- 设计有金手指的PCB，不能做喷锡工艺，最好做镀金或沉金。
- 关键元件，如MCU，应该尽量摆放在PCB的中间。
- 零件最少离板边3到5mm，防止机械应力在分板时损伤。
- 电源低压跟高压要分开，需要保证足够的安全距离，关键的地方要考虑爬电距离必须足狗。
- 开关电源芯片尽量靠近开关变压器，距离越短越理想。
- 一般不允许出现一端浮空的布线, 主要是为了避免产生天线效应，减少不必要的干扰辐射。
- 相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板结构限制难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。
- 同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。
- 发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。除了温度传感器，三极管也属于对热敏感的器件。
- 信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。
- 布线长度不得与其波长成整数倍关系， 以免产生谐振现象（主要针对高频信号设计而言）。
- 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。
- 20H规则：由于电源层与地层之间的电场是变化的， 在板的边缘会向外辐射电磁干扰。 称为边沿效应。解决的办法是将电源层内缩， 使得电场只在接地层的范围内传导。 以一个H（电源和地之间的介质厚度）为单位，若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。
- 布地线时，可以根据情况决定。如大面积敷铜，可以考虑不走地线。如需要走地线，线宽应满足以下关系：地线>电源线>信号线
常见问题
1、什么是3W原则？
答：3W原则指的是线与线中心间距不小于3倍线宽；在PCB设计为了防止高速信号线之间的串扰，需要满足3W要求；当线中心距不少于3倍线宽时，则可保持70%的线间电场不互相干扰。
2、什么是20H原则？
答：指的是确保电源平面的边缘要比地平面边缘至少内缩相当于两个平面间层距的20倍。作用是抑制边缘辐射效应。
3、什么是跨岛？跨岛对于PCB设计好，还是不好？
答：走线在参考面的投影区的铜皮没有连续；跨岛在PCB设计中一般是不允许的，跨岛会造成电磁波辐射。
4、什么是回流路径？
答：高频信号的地线电流总是会选择阻抗Z（不是电阻R）最小的路径走，这条路径并不是终端到源端的直线路径（电阻R 最小），而是走线在参考层上镜像路径（阻抗Z最小），也就是走线在其相邻参考平面上投影的路径。我们要做的就是保证这条路径连续，这样其构成的环路面积就是最小的，产生的电磁波辐射就最小。
5、 什么是回流过孔？
答：回流过孔一般也就是GND（电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或零线） 在差分信号（差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相差180度，极性相反。）换参考平面层使用；目的是为了缩短回流路径。
6、什么是smt、回流焊、波峰焊？
答：SMT是表面组装技术，也就是我们常说的贴片。
钢网，是专用模具；其主要功能是帮助锡膏的沉积；目的是将锡膏转移到空上贴片焊盘的位置，然后用于元器件贴片过回流焊。波峰焊用于有焊接插件线路板,是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的。
7、什么是MARK点？什么作用？需要几个？
答: Mark点也叫基准点，为所有贴片元器件的贴装提供基准点；Mark点距离印制板边缘必须≥5.0mm；Mark点标记的直径一般为1.0mm；一个面至少需要三个MARK点才能精确定位，一般都放置板边，成对角放置；下图红色框里面就是其中的一个MARK点。
8、什么是拖锡焊盘？作用是什么？
答:拖锡焊盘是在PCB中单独增加的无网络属性的焊盘，作用是解决密度高元器件的焊接，经过拖锡焊盘可以把锡拖至焊盘上，避免器件连锡造成短路；也就是下图箭头所指的铜皮(注意在铜皮下面一定要开窗才能实现拖锡焊盘的功能)。
9、高频信号布线时要注意哪些问题？
答：信号线的阻抗匹配；与其他信号线的空间隔离；对于数字高频信号，差分线效果会更好。
10、一个好的板子它的标准是什么？
布局合理、电源线功率冗余度足够、高频阻抗、低频走线简洁。
11、通孔和盲孔对信号的差异影响有多大？应用的原则是什么？
采用盲孔或埋孔是提高多层板密度、减少层数和板面尺寸的有效方法，并大大减少了镀覆通孔的数量。但相比较而言，通孔在工艺上好实现，成本较低，所以一般设计中都使用通孔。
12、电层分割
在涉及模拟数字混合系统的时候，有人建议电层分割，地平面采取整片敷铜，也有人建议电地层都分割，不同的地在电源端点接，但是这样对信号的回流路径就远了，具体应用时应如何选择合适的方法？
如果有高频>20MHz信号线，并且长度和数量都比较多，那么需要至少两层给这个模拟高频信号。一层信号线，一层大面积地，并且信号线层需要打足够的过孔到地。这样的目的是：
对于模拟信号，这提供了一个完整的传输介质和阻抗匹配；
地平面把模拟信号和其他数字信号进行隔离；
地回路足够小，因为你打了很多过孔，地又是一个大平面。
13、电源位置
在电路板中，信号输入插件在PCB最左边沿，MCU在靠右边，那么在布局时是把稳压电源芯片放置在源靠近接插件（电源 IC输出5V经过一段比较长的路径才到达MCU），还是把电源IC放置到中间偏右（电源IC的输出5V的线到达MCU就比较短，但输入电源段线就经过比较长一段PCB板）？或是有更好的布局？
首先信号输入插件是否是模拟器件？如果是模拟器件，建议电源布局应尽量不影响到模拟部分的信号完整性。因此有几点需要考虑：
首先稳压电源芯片是否是比较干净，纹波小的电源？模拟部分的供电，对电源的要求比较高；
模拟部分和ＭＣＵ是否是一个电源，在高精度电路的设计中，建议把模拟部分和数字部分的电源分开；
14、等长线
何时要考虑线的等长？如果要考虑使用等长线的话，两根信号线之间的长度之差最大不能超过多少？如何计算？
差分线计算思路：如果传一个正弦信号，长度差等于它传输波长的一半，相位差就是180度，这时两个信号就完全抵消了。
所以这时的长度差是最大值。以此类推，信号线差值一定要小于这个值。
15、蛇形线
高速中的蛇形走线，适合在哪种情况？有什么缺点没？比如对于差分走线，又要求两组信号是正交的。
蛇形走线，因为应用场合不同而具有不同的作用：
如果蛇形走线在计算机板中出现，其主要起到一个滤波电感和阻抗匹配的作用，用于提高电路的抗干扰能力。计算机主机板中的蛇形走线，主要用在一些时钟信号中，如PCI-Clk、AGPCIK、IDE、DIMM等信号线。
若在一般普通PCB板中，除了具有滤波电感的作用外，还可作为收音机天线的电感线圈等等。如2.4G的对讲机中就用作电感。
对一些信号布线长度要求必须严格等长，高速数字PCB板的等线长是为了使各信号的延迟差保持在一个范围内，保证系统在同一周期内读取的数据的有效性（延迟差超过一个时钟周期时会错读下一周期的数据）。
如INTELHUB架构中的HUBLink，一共13根，使用233MHz的频率，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，绕线是惟一的解决办法。
一般要求延迟差不超过1/4时钟周期，单位长度的线延迟差也是固定的，延迟跟线宽、线长、铜厚、板层结构有关，但线过长会增大分布电容和分布电感，使信号质量有所下降。所以时钟 IC引脚一般都接端接，但蛇形走线并非起电感的作用。
相反地，电感会使信号中的上升沿中的高次谐波相移，造成信号质量恶化，所以要求蛇形线间距最少是线宽的两倍。信号的上升时间越小，就越易受分布电容和分布电感的影响。
蛇形走线在某些特殊的电路中起到一个分布参数的LC滤波器的作用。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-402044.html
16、EMI
在设计PCB时，如何考虑电磁兼容性EMC/EMI，具体需要考虑哪些方面？采取哪些措施？
EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置，PCB叠层的安排，重要联机的走法， 器件的选择等。
例如时钟发生器的位置尽量不要靠近对外的连接器，高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射，器件所推的信号之斜率（slew rate）尽量小以降低高频成分，选择去耦合（decoupling/bypass）电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。
另外，注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小（也就是回路阻抗loop impedance尽量小）以减少辐射。还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围。
最后，适当的选择PCB与外壳的接地点（chassis ground）。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-402044.html
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