PCB设计教程【强化篇】——USB拓展坞PCB布线

前言

本教程基于B站Expert电子实验室的PCB设计教学的整理，为个人学习记录，旨在帮助PCB设计新手入门。所有内容仅作学习交流使用，无任何商业目的。若涉及侵权，请随时联系，将会立即处理

目录

前言

一、前期准备与规则设置

二、差分信号线布线

添加差分对：

差分对布线操作：

等长调节：

三、电源线与接地处理

电源线设计：

接地与屏蔽：

四、收尾与验证

次要信号连接：

铺铜

3D 预览与保存：

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一、前期准备与规则设置

1. 打开工程：启动立创 EDA 专业版，打开 USB 拓展坞工程，进入云图纸和 PCB 设计界面。
2. 调整设计规则：
   • 点击「设置 - 设计规则」，进入差分对设置，将单位改为 mil，差分对内误差设为 5mil，应用并确认。
   • 核心目的：确保 USB 差分信号线等长精度，满足信号完整性要求。

二、差分信号线布线

1. 添加差分对：

   • 在「工程设计 - 网络 - 差分对」中，手动添加 6 对差分信号（5 组 USB 差分线 + 1 组晶振信号线），明确正负极网络（如 DP/DM），确保软件自动校验等长。

2. 差分对布线操作：

   • 使用快捷键「Alt+D」激活差分对布线模式，优先从 Type-C 输入接口和 USB 输出接口的差分线开始，手动调整走线角度和路径，避免从焊盘短边出线。
   • 处理电容干扰：将底层非关键电容（如滤波电容）移至底层，为顶层重要信号线腾出空间。

3. 等长调节：

   • 对差分线长度误差超过 5mil 的路径（如 Type-C 输入的 DM/DP 线），使用「等长调节」工具添加蛇形走线，确保双线长度一致，满足设计规则。

三、电源线与接地处理

1. 电源线设计：

   • 采用「实心填充」（多边形铺铜）替代传统导线，提升大电流承载能力。重点覆盖 5V 电源网络，连接 Type-C 接口、滤波电容、自恢复保险丝及芯片供电焊盘。
   • 跨层连接：通过过孔（外径 24mil，内径 12mil，顶层 / 底层各 3 个）连接电源网络，确保电流路径通畅。

2. 接地与屏蔽：

   • 在 PCB 边缘和晶振周围密集放置 GND 过孔，形成接地环，对晶振电路进行屏蔽。
   • 晶振电路处理：使用禁止布线层圈定区域，避免铺铜干扰，同时通过粗接地线连接所有接地过孔，增强抗干扰能力。

四、收尾与验证

1. 次要信号连接：

   • 快速连接电源指示灯、CC1/CC2 快充信号线，无特殊长度要求，确保连通即可。

2. 铺铜

   • 对顶层和底层 GND 网络进行全区域铺铜（晶振禁止区域除外），清除所有飞线

3. 3D 预览与保存：

   • 查看 3D 效果，确认元件布局与走线美观，保存工程，为下节课的参数调整和生产文件导出做准备。

核心逻辑：按「重要信号优先（差分线→电源线→次要信号）」原则布线，通过规则设置与手动调节确保信号质量，最终完成全流程 PCB 设计。