在以原理圖形式化電路功能并決定采用的零件、器件和技術后，下一步是創建功能性的PCB布局。這一步旨在將所有元件安裝在PCB上并建立所有必要的連接，確保板塊尺寸最小，并滿足應用特定目標，如最小損耗或最大信號完整性。然而，這一過程可能非常復雜，不僅僅是在電子元件之間繪制連接。本文將介紹在產品生命周期這一關鍵階段需要牢記的重要最佳實踐方法。

利用子電路實現元件的最佳布置

PCB設計中的子電路識別顯著影響器件的布置和布線策略。通過隔離電路中的特定功能模塊，設計師可以戰略性地布置元件，確保PCB空間和短信號路徑的高效利用，最大限度地減少串擾和信號衰減的可能性。這一過程直接影響設備布置，敏感的低壓區域應戰略性地遠離高壓區段，以防止信號損壞，確保安全可靠地運行。

工程師還必須考慮在含數字集成電路設計中電容和通孔的解耦空間，以確保在短暫需求高峰期的可靠供電。在解耦電容與電源引腳之間設置額外的通孔，可以通過利用平面電容來提升電容。

這張圖展示了左側走線在與IC引腳融合時變細的過程。圖還展示了如何將通孔放置在解耦電容和電源引腳之間。

熱管理還會影響單個元件或整個子電路的布置。對熱敏感的元件可能表現出不同的特性，應遠離產生熱量的部件，尤其是當PCB作為散熱器時。設計師應考慮外部散熱片的空間和凈空需求。

布線：不僅僅是布線

這些走線在PCB上占用較大空間，各種制造限制以及導電材料的物理和電氣特性都會影響布線。正確作時，PCB設計工程師可以在最小化所需板空間的同時，確保其可靠運行。

工程師應盡量盡量縮短走線長度，即使是在不需要精確阻抗或信號路徑匹配的非關鍵設計中。信號傳播距離越遠，衰減越大。較長的走線電阻越高，導致信號衰減和衰弱——反過來使電路更容易受到噪聲影響。同樣，較長的線路更容易引入電磁干擾和信號衰減。它們可以作為天線，接收或輻射電磁干擾，影響附近的敏感元件。

走線寬度還會影響電路的阻抗和對電噪聲的敏感性。由于粗走線對噪聲更敏感，工程師應盡量盡量最小化走線寬度。然而，他們必須確保線路符合電流要求，尤其是在有電時。在射頻和高頻應用中，粗線應逐漸變細，以保持信號完整性并幫助減少信號反射。信號傳輸線不應在長距離上并行運行，以減少線路間的信號串擾。同樣，線路間距過窄會增加交叉耦合，因此工程師應努力將線路間隔至少為介電厚度的三倍。

將信號線間距較遠而非并聯，可以防止易受信號之間的串擾。

最后，通孔應始終成對放置，設計者應盡量將GND通孔靠近信號和功率通孔，以改善通電感并增強電流回波路徑——最大限度地減少信號失真和串擾。

對多層PCB進行層疊加優化

一層的走線不會與其他層分離，如果不小心布線，會受到其他層的走線和焊盤的影響。實心參考平面和供電平面會影響PCB上其他線路的電容和信號完整性。工程師應確保信號和電源線路運行在實心參考平面之上。通常參考值為0V，但在某些情況下也可以是另一種合適的功率平面。參考平面不應有顯著的間隙。如果有，信號走線不應越過間隙，以避免在易受影響的應用中出現關鍵的電磁干擾問題。

靠近走線的通孔可以防止受影響的走線經過下面的實心銅層。

例如，放置通孔可能會在平面上產生間隙，當通孔未連接到參考平面時。當過于靠近信號走跡時，過孔可能會在參考平面上造成間隙，使信號走路暴露。

摘要

創建功能齊全的PCB布局涉及戰略性元件布置和高效連接布線，以實現應用特定目標。子電路識別發揮著關鍵作用，使設計者能夠優化空間利用，減少信號衰減，并防止串擾。熱管理因素也會影響元件的擺放，尤其是對熱敏感部件。解耦電容和通孔對于可靠的供電至關重要，在數字集成電路設計中必須仔細考慮其位置。

高效的走線設計至關重要，因為要考慮制造限制和導電材料的特性。工程師應盡量減少走線長度，以減少信號衰減和電磁干擾。走線寬度會影響阻抗和噪聲敏感性，因此需要在寬度和電流需求之間取得平衡。仔細考慮中孔，尤其是其配對和與信號線路的接近程度，對于最大限度減少信號失真和串擾至關重要。

多層PCB布線涉及層相互作用，實心參考平面會影響電容和信號完整性。確保信號和電源線路運行在堅固的參考平面上至關重要，避免間隙以防止電磁干擾（EMI）問題。如果孔孔放置不當，可能會在參考平面上產生空隙。接地和供電平面以及解耦電容在短電流尖峰期間有效緩解電壓低下問題。