PCBLayout
PCB各层的含义常用
顶层和底层的布线
【mechanical】是定义整个PCB板材的外观(但目前大部分厂家都是按照的keepout layer禁止布线层)，事实上，当我们谈论机械层时，它指的是整个PCB板的形状结构 【keep-out layer】它定义了我们在布电气特性铜时的边界，也就是说，在我们首先定义了禁止布线层之后，我们在未来的布线过程中不能超过禁止布线层的边界
topoverlay和bottomoverlay定义顶层和底层的丝印字符，可以打印信息、文字甚至图片，不会影响板，只是辅助使用，一般我们在PCB在板上看到的元件编号和一些字符
助焊层：paste mask，对于非布线层，该层用于制作钢网，钢网上的孔对应于电路板上的孔SMD 设备的焊点。在表面贴装（SMD）焊接设备时，先将钢网盖在电路板上(对应实际焊盘)，然后涂上锡膏，用刮刀刮去多余的锡膏，取出钢网，这样SMD 在设备的焊盘上加入锡膏，然后再加入锡膏SMD 将设备贴在锡膏上(手工或贴片机)，最后通过回流焊机完成SMD 器件的焊接
阻焊层：solder mask，事实上，阻焊层也可以称为开窗层和绿油层。由于焊接电路板时焊锡在高温下的流动性，必须在不需要焊接的地方涂一层阻焊材料，以防止焊料流动和溢出造成短路。它是指pcb在需要铺绿油的地方，阻焊层采用负片输出，所以阻焊层的形状映射到板上后，铜皮不是用绿油阻焊的，而是露出来的。露出铜皮，习惯性叫开窗
表示所有信号层，放置在其上的元件将自动放置在所有信号层上。因此，在设计工作中，焊盘或穿孔可以通过该层快速放置在所有信号层上。 一般来说，焊盘和过孔应设置在多层上。如果此层关闭，则无法显示焊盘和过孔。
信号层主要用于放置布线。对于两层板，主要是Top layer，Bottom layer层，多层板还有几个MidLayer(中间层)
主要用于布置电源线和接地线，通常是完整的锡箔
钻孔层在电路板制造过程中提供钻孔信息（如焊盘、钻孔）
布线规则
- 尽量靠近旁路电容IC脚对整个电路的抗干扰能力有很大帮助
- 布局时，可以尽量对齐零件，增加板材的美观。
- 多层板顶层IC底部，最好铺铜，有帮助IC散热和抗干扰。
- 贴片IC不要把管脚做得太长，以免管脚做得太长IC在SMT贴片回流焊时，锡膏融化拉动，零件位置偏移。
- 地管脚接地线越短越好。
- 插座或一些间距较小的，这部分要通过波峰焊最好做拖锡焊盘，这样可以减少执锡的位置。
- 零件焊盘不要打孔，因为过回流焊可能会导致零件少锡，除非PCB做 塞孔工艺是用绿油塞住过孔。
- PCB最好不要直角、顿角、锐角布线，可能会引起阻抗变化，因为拐角可以等同于传输线上的容性负载，减缓上升时间。如果是信号线的尖角，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。
- 电源应串联防浪涌绕线电阻， 它能抵抗大部分浪涌，提高整个电路的抗干扰能力
- 电源线按主线-支线分支，避免环线。
- 电源先通过滤波电容器，然后进入元件，大电容器后小电容器。
- 易受干扰的关键信号线包地处理。
- 布线时，应合理安排导线和穿孔位置，建造大块土地，改善板材EMC性能。
- 模拟地与数字地分开，然后用0欧电阻接地。
- 滤波电容器靠近芯片电源脚，电流先通过电容器再进入芯片。
- 静电防护器TVS请将零件放置在端子附近，即PCB板的输入输出端口。因为这些地方是人体最容易接触的地方，比如我们的笔记本电脑HDMI、USB、VGA、静电防护器件经常添加到电源、雷电等接口处TVS是的，靠近端口是将静电释放的能量直接释放到端口的地面上，因为如果在芯片端，可能会影响板内的一些设备，即提前释放静电，保护电子设备。
- 晶体振动与器件之间的距离需要稍大一些，晶体在温度下会导致频率偏差增大，因此在晶体振动中。Layout注意设备的相关说明，避免接近严重发热的设备。不要在晶体振动附近走线。如果你想去，你需要用地线包裹线和晶体。时钟线最好不要跨层线。
- 时钟等重要信号线不能靠近晶体和电感，如果靠近，可能会导致串扰干扰。
- 电源线不能变薄。电源线过细的问题是，当负载需要极高的电流时，它是瞬间的交流变化。因此，在细线寄生电感上产生压降，导致需求端电压变为电源，减去寄生电感上的压降。此时，可能会导致问题。
- IC底部有散热，需要PCB做焊盘散热，有条件的话可以多打孔。
- 请添加眼泪，否则阻抗将变得更糟。增加眼泪的目的是使接线逐渐变薄或游戏变厚，增加连续性，而不是直接变化。增加眼泪也可以在一定程度上提高焊盘的可靠性。
- 不要打孔关键信号，可以牺牲一些不重要的信号线，使关键信号线完整。
- 铺设关键信号或元件背面，不要走线，避免干扰。
- 金手指的设计PCB，不能做喷锡工艺，最好做镀金或沉金。
- 例如，关键元件MCU，尽量放在里面PCB的中间。
- 零件至少离板边3~5mm，分板时防止机械应力损伤。
- 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。
- 一端浮空布线一般不允许， 主要是为了避免天线效应，减少不必要的干扰辐射。
- 相邻层的接线方向为正交结构。避免在相邻层中向同一方向走不同的信号线，以减少不必要的层间干扰；当由于板结构的限制，特别是信号速率高时，应考虑用地平面隔离每个接线层，用地信号线隔离每个信号线。
- 同一网络的布线宽度应保持一致。线宽的变化会导致线路特性阻抗不均匀。当传输速度较高时，会产生反射。在设计中应尽量避免这种情况。
- 加热元件应均匀分布，以促进单板和整机的散热。除温度检测元件外，温度敏感器件应远离热量较大的元件。除温度传感器外，三极管也属于热敏感器件。
- 由信号线及其回路组成的环面积应尽可能小，环面积越小，外部辐射越少，外部干扰越小。
- 布线长度不得与其波长成整数倍， 避免谐振(主要针对高频信号设计)。
- 为了减少线间串扰，应确保线间距足够大。当线中心间距不小于线宽的3倍时，70%的电场不会相互干扰，称为3W规则。如果98%的电场不相互干扰，可以使用10W的间距。
- 20H规则：由于电源层与地层之间的电场发生变化， 电磁干扰会辐射到板的边缘。 称为边缘效应。解决办法是缩小电源层， 使电场只在接地层范围内传导。 以一个H(电源与地之间的介质厚度)为单位，内缩20H则可以将70%的电场限制在接地层边沿内；内缩100H可限制98%的电场。
- 布线时，可根据情况确定。如果大面积涂铜，可以考虑不走地线。如需走地线，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原则上，线与线中心之间的间距不小于3倍；在PCB为了防止高速信号线之间的串扰，设计需要满足3W要求；当线中心距离不小于3倍线宽时，70%的线间电场可以保持不相互干扰。
2、什么是20H原则？
答：指确保电源平面的边缘至少比地平面边缘缩小20倍。其作用是抑制边缘辐射效应。
3.什么是跨岛？PCB设计好还是不好？
答:参考面投影区走线铜皮不连续；跨岛PCB一般不允许设计，跨岛会引起电磁波辐射。
4.什么是回流路径？
答：高频信号的地线电流总是选择阻抗Z（不是电阻R）最小路径不是终端到源端的直线路径(电阻R 最小），但在参考层上的镜像路径（最小阻抗Z），即在相邻参考平面上投影的路径。我们需要做的是确保这条路径是连续的，这样环路面积最小，电磁波辐射最小。
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。
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）。