在开始 PCB 设计时，通常将过程视为简单的“连接点”：只要建立了连接，如何建立这些连接并不是特别重要。

不幸的是，这与事实相去甚远。作为 PCB 设计工程师，尤其是随着电子设备的速度不断提高和排放标准越来越严格，我们需要关注 PCB 和我们的互连最复杂的细节。如果我们不小心，我们可能会面临信号完整性和电磁兼容性差的风险。

在过去几年中审查了许多其他 PCB 设计工程师的 PCB，并回顾了我的一些第一个 PC 板设计，其中很多都是常见的，不幸的是错误的发生。

本文旨在说明前五个初学者 PCB 设计错误以及我们可以采取哪些措施来避免这些错误。让我们开始吧！

走线间距

制造商将有他们可以制造的最小间隙。所需间隙越小，电路板通常成本越高。

一个常见的初学者错误是假设简单地坚持最小允许或可制造的间隙是要走的路。如上所示，所有信号类型的走线都打包在一起，仅受设计规则的限制，即制造商允许的最小走线间距。

不幸的是，这不仅更难制造，而且容易导致 PCB 良率降低，而且这种布线方式显着增加了走线间的耦合，从而导致串扰和噪声增加。

特别是，除非无法避免，否则不能使用长长的间隔紧密、平行运行的走线。

因此，我们的第一个简单技巧是在走线之间留出足够的间距。根据经验，这至少是信号层与相邻参考层之间间距的三倍。例如，对于 0.11mm 的电介质厚度，我们希望有最小 0.33mm 的走线间距 - 但最好更大。

走线宽度

另一个常见的初学者 PCB 设计错误是对任何类型的走线使用相同的走线宽度。可以是带电走线、高阻抗节点、高速信号等等。

在整个设计中使用相同的走线宽度可能很方便，但它肯定不是最优的。

迹线及其宽度应根据各种因素确定大小。例如，承载较大电流的走线应该更宽，高阻抗和敏感信号走线需要更细，而射频信号的走线通常需要控制阻抗。

很多人会感到惊讶，例如，一条 0.2 毫米宽的走线可以处理高达约 1 安培的电流，而温升仅为 20 摄氏度！

过孔环钻比

与走线的情况一样，通孔的尺寸也需要适当。对于过孔，我们有两个主要参数需要确定。总通孔直径和钻孔直径。从通孔直径中减去钻头，然后将结果减半，得到环形环。

制造商对钻头直径和环形圈的能力最低。初学者 PCB 设计人员通常会使钻头直径太大或太小，或者环形圈太小而无法可靠地制造（如果有的话！）。

我对“标准”通孔的建议是 0.7 毫米直径和 0.3 毫米钻头。这样的通孔可以轻松携带大约一到两安培的电流。

去耦

对于新手 PCB 设计工程师来说，适当的去耦是一个经常被忽视的方面。然而不幸的是，解耦对于行为良好且功能正常的系统至关重要。

低阻抗连接的良好去耦可确保在短时间内向需要大量能量的 IC 正确供电。随着 IC 上升和下降时间的减少，以及电流需求的增加，这成为一个更关键的问题。

我们可以通过将去耦电容放置在相关 IC 引脚附近、使用短而宽的走线以及将电源过孔彼此靠近放置来实现良好的去耦。

参考平面

最后一个技巧是在您的设计中使用可靠的参考（最常见的是“GND”或“0V”平面）。

大量的设计工程师只关心信号的前向路径。然而，信号和电力在闭环中传播，需要返回源头。

事实证明，当在 PCB 上布置 AC（频率大于几 kHz）走线时，返回电流会瞬间在下面的平面中。这是由于包含信号实际能量并在走线和平面之间产生的电磁场。

因此，我们需要确保对于交流信号，我们在正下方有一个参考平面。这可以是 0V，或者在某些情况下，是合适的参考电源平面。我们还需要确保我们不会在这个参考平面上创建任何大的空隙或裂痕，如果这样做 - 我们不会在信号层上用迹线穿过这些裂痕。这样做会产生严重的 EMI 问题。