原型製作的最佳 PCB 佈局設計指南

最初發布於 Jan 06, 2026, 更新於 Jan 06, 2026

1 分鐘

印刷電路板（PCB）佈局是電子電路設計與開發中的關鍵步驟。良好的 PCB 佈局可確保電子裝置達到最佳性能與功能。PCB 佈局涉及在電路板上放置元件並在它們之間佈線。設計人員在建立 PCB 佈局時，必須考慮訊號完整性、熱管理與電磁干擾（EMI）等多項因素。

custom pcb design

本文將概述 PCB 佈局設計，包含指引與最佳實務。我們也會討論 PCB 佈局設計的重要性，以及其對電子裝置整體性能的影響。此外，我們將探討免費 PCB 佈局軟體的使用、建立 PCB 佈局的步驟，以及外包 PCB 佈局服務的優點。

PCB 佈局指引：

PCB 佈局指引是一套規則與最佳實務，設計人員遵循這些規則以確保 PCB 佈局在性能、可靠性與可製造性方面達到最佳化。PCB 佈局指引可協助設計人員避免常見錯誤，並確保佈局符合所需規格。最重要的 PCB 佈局指引包括：

1) 從清晰的電路圖開始：

circuit diagram

確保電路圖完整且正確，因為它是 PCB 佈局的基礎。再次檢查連接、元件值與訊號流向以避免錯誤。保持電路圖流向由上至下、由左至右。例如：輸入埠可置於左上角，輸出則置於右下方。依據電路中的應用，為不同元件建立適當的區塊。下方參考設計即為最佳電路圖實務之一。

2) 最佳化元件擺放：

元件擺放是 PCB 佈局設計中最關鍵的環節之一。正確放置元件可降低雜訊、改善訊號完整性並最佳化熱管理。元件擺放的指引包括：

pcb layout planning

1. 依據功能與重要性放置元件，並將相關元件分組。

2. 先擺放處理器與電源調節器等關鍵元件，再擺放支援元件。

3. 將發熱元件遠離敏感元件。

4. 將元件擺放在單面以降低製造成本。

5. 將高速元件彼此靠近擺放。

3) 走線長度與佈線：

走線佈線是指在 PCB 上於元件間佈設電氣連接。正確的走線佈線對確保訊號完整性、降低雜訊及最佳化熱管理至關重要。保持走線短，尤其是高速與敏感訊號。避免銳角並使用直線路徑，以減少訊號衰減並提升性能。走線佈線指引包括：

layout plan

1. 高速訊號：盡可能使用短且直的走線。

2. 高功率訊號：走線盡量加寬以降低電阻與熱量。若需從一層跳至另一層，可於每條走線放置更多導通孔。

3. 訊號返回路徑：將接地與電源層靠近高速走線。

4. RF 佈線：避免走線與導通孔重疊以降低雜訊，RF 裝置佈線時使用阻抗匹配。

4) 訊號完整性與返回路徑：

訊號完整性是 PCB 佈局設計的關鍵考量。PCB 設計中的訊號完整性可確保電氣訊號在電路板傳輸時維持品質，對高速與高可靠度系統至關重要。訊號完整性不佳可能導致訊號失真、訊號損失與電磁干擾（EMI）。訊號完整性指引包括：

via grounding

1. 阻抗控制：保持走線阻抗一致，避免訊號反射。

2. 串擾：增加走線間距並使用接地層，以減少不必要的訊號干擾。

3. 反射：使用適當的終端與受控阻抗，防止訊號衰減。

4. 接地：實心接地層與適當去耦可降低雜訊與 EMI。

5) 熱管理：

熱管理對確保電子裝置的可靠性與壽命至關重要。不良的熱管理可能導致過熱與元件提早失效。熱管理指引包括：

layout design

1. 元件擺放：將發熱元件遠離敏感元件。

2. 銅箔灌注：使用銅箔灌注來散熱。

3. 散熱片：使用散熱片或熱導通孔來改善散熱。

PCB 佈局設計是一個複雜的過程，需仔細考量多項因素。上述指引可協助設計人員最佳化設計流程，並建立高品質的 PCB 佈局。

最佳化佈局設計流程的訣竅：

最佳化設計流程對 PCB 設計人員至關重要，可節省時間、減少錯誤並提升 PCB 佈局的整體品質。本節將討論 PCB 佈局設計的最佳實務。以下為最佳化設計流程的訣竅：

1. 使用設計審查與驗證工具及早發現錯誤：

設計審查與驗證工具可在設計流程早期發現錯誤，降低後續發生昂貴錯誤的風險。這些工具包含電路圖擷取與 PCB 佈局服務，以及第三方模擬與分析工具。

drc check

2. 使用模組化設計簡化佈局流程：

模組化設計是將設計拆解為更小、更易管理的模組。這可簡化佈局流程並減少錯誤，也允許設計人員在未來的設計中重複使用模組，節省時間與精力。

3. 為元件與網路使用標準化命名規則：

為元件與網路使用標準化命名規則可減少錯誤，並提升設計流程的效率。標準化命名規則也能讓設計團隊的其他成員更容易閱讀與理解設計。

routing

4. 訊號完整性與 EMI/EMC 考量：

訊號完整性與電磁干擾（EMI）和電磁相容性（EMC）是 PCB 佈局設計的關鍵考量。訊號完整性不佳與 EMI/EMC 問題可能導致訊號失真、訊號損失以及對其他電子裝置的干擾。訊號完整性與 EMI/EMC 的最佳實務包括：

對高速訊號使用受控阻抗走線。
最小化高速走線長度。
使用去耦電容濾除雜訊。
使用遮罩降低 EMI/EMC。

最佳免費 PCB 佈局軟體：

免費 PCB 佈局軟體對設計人員而言是有效的工具，特別是預算有限者。免費 PCB 佈局軟體讓設計人員無需昂貴軟體即可建立高品質 PCB 佈局。熱門的免費 PCB 佈局軟體選項包括：

EasyEDA
KiCAD
Eagle PCB
DesignSpark PCB

個人推薦使用 EasyEDA，因為它具有線上資料庫與龐大的貢獻社群。大多數基本設計均以開源形式提供，且與 EasyEDA 相容。EasyEDA 具備檔案匯入/匯出功能，可與其他業界標準軟體整合。參閱我們近期文章，了解如何在 EasyEDA 中建立自訂封裝。

結論：

總之，PCB 佈局設計是電子設計的關鍵環節，需要縝密規劃與執行。遵循指引與最佳實務，設計人員可建立符合所需規格、最佳化訊號完整性並降低雜訊的高品質 PCB 佈局。

PCB 佈局設計的關鍵指引與最佳實務包括適當的元件擺放、走線佈線以及測試與驗證。設計人員在建立 PCB 佈局時，亦應考量熱管理、EMI 與可製造性等因素。整體而言，遵循最佳實務並與信譽良好的服務供應商合作，設計人員即可建立符合所需規格且在現場可靠運作的 PCB 佈局。

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