PCB工程师应该何去何从？

感觉前进的路很艰辛，那是因为你在爬坡！人生在世，谁没有迷茫的时候，更何况是工程师。无论你身处哪个段位，追求最后的王者，是心中那盏最亮的灯塔。

今天，EDA365带来了

PCB工程师：（从业6年）

本人普通二本学校毕业，大四因校企合作进入富士康，接触了Layout这行业，来到北京后，没别的本事，就一直做PCB设计，最先是在外包公司画板子，小有成绩，提拔为主管。但是外包公司一是累，二是上升空间有瓶颈，跳槽进入一高新企业，继续做PCB设计，基本就是高速电路设计，这几年学到不少，设计的板卡串行总线最高速率可以到12.5G，V5挂16片DDR3 1600M也可以跑通，射频电路也还可以。呆了五年，在30岁这年第二次跳槽，到一家做轮船设备的公司，这家公司主要卖产品，硬件人数很少，主要还是软件多，PCB工程师就我一个，平时也不忙，偶尔有项目基本也是修改优化。时间一宽松，自己就开始琢磨了。

做PCB也有6年了，但只限于PCB设计，在以前的公司，至少还体会到自己被需要，现在的公司，其实硬件工程师都会PCB，经理招我的目的，就是更专业的设计PCB。跟同事聊天，人家讨论的东西我听不懂，我知道的高速设计人家用不上，感觉特别尴尬。

所以，想来跟大家取取经，PCB行业未来的路太窄，想丰富自己的知识，应该怎么走？

曾经跟一名硬件工程师聊过，他问我在学校学到的基础，实话实说，数电、模电都我忘得差不多了，至于嵌入式、ARM，这些我也都不太懂，而他除了会这些，还能自己能写代码，编程序，真心表示很羡慕。

各位大咖，有些迷茫，像我这种情况，应该怎么发展才好？（EDA365：文章前的你是否也有同样的迷茫？）

假如我想往硬件方向发展，应该怎么学习？

看看大家都是怎么说的……

小A

1、自己淘宝找外包；

2、layout一定要找X86公司，intel不倒，你就基本不会失业；

3、找个 layout工作室呆着。

小B

谁说LAYOUT就不能设计原理图，搞调试的啊。我以前也是搞LAYOUT，２０１３年就慢慢match硬件了。

小C

趁年轻早点转软件，否则年纪大了更尴尬。

小D

我刚毕业也是做测试， 做layout，现在在做硬件。虽说现在软件吃香，但layout转硬件还是方便。

从你目前公司的产品的原理图开始学起，一点一点分析，问同事，问论坛大佬。

看看论坛发的帖match子，有很多人提问，我有经常提问，尝试去学习下，看其他人是怎么分析答复的，还是很有启发的。

看是什么方向，match我读书学的模电数电也忘光了，我最开始就是从二极管，三极管学起。

举个例子：多看芯片datasheet，看他的参考设计，带着疑问去学，这部分电阻是干什么用，电容是干什么，然后就是为什么是这个阻值和容值。

小E

PCB设计领域不仅仅是layout，还有SI&PI、EMC、射频、芯片封装等多个专项发展领域。而且都适合以layout为起点进行转向及深入。任何一个专项略有小成，都不会比硬件差，甚至更吃香。

未来的大数据、5G、AI、物联网都是需要高速、微波的支持，摩尔定律需要芯片工艺和芯片封装设计的支持，批量、重点的项目都离不开EMC。

甚至仅仅做layout，也是不断学习的过程，芯片每年都出几十种、上百种，每一种都需要学习design guide，当有足够的知识量和设计经验自然可以在一些大公司做设计经理甚至更高。

说了那么多，其实都在个人，看自己擅长或爱好的方向是什么，layout是起点，但肯定不是终点！

小F

我现在有一些信号完整性的基础，SI PI浅的知识也还行，深了确实不行。目前我对射频的理解，可能就是PCB接地、屏蔽、滤波这种，一般出来的PCB也没什么问题，我对射频的认知还是停留再PCB上。如果想走射频这条路，我应该学习什么知识呢？

小G

从二极管、三极管开始学起，模拟电路是基础也很关键；结合实际学的快，公司现有的电路板，关注某一部分电路，先可以直接算算电压，然后万用表测试验证，不要想着一下全搞明白，你搞懂一个简单的电路，一步一步来，复杂的可以暂时放一边。

当然，楼上说的其他方向也可以考虑。而且你layout已经很不错，觉得不换行换个工作不也行吗？

小H

在上一家公司经历了一段舒适期，把我的劲头磨没了。刚开始工作的时候，很有拼劲，加班学习什么的不在话下。

后来跳槽到第二家公司，周围都是大拿，还有清华大学的博士后，我一下子沦为平庸，使劲也赶不上，再加上那会买房买车，觉得自己就这样了，就特别懒散，也不学习，混了三四年。

现在有孩子了，面临着换房子养孩子的巨大压力，才刚跳槽，说实话，我当主管时候的一些组员，后来频繁换工作，都比我拿地多，我基本是最低的，10月份刚跳槽新公司，工资也就刚赶上人家吧。这公司离家近，弹性工作，正好满足我照顾孩子的需求，所以暂时不想换了。就想着不能再混了，还是要学习，未将来考虑。

小I

射频的话问问射频论坛的大咖，ADS是必备，可以学学建模，仿真……

小J

单单从薪水上来说，身边的硬件工程师好像也很一般……

小K

好像是啊，就比我们PCB工程师多几千……

但是能力要多很多，主要硬件还有一定的上升空间，纯layout就不行了。

小L

哎，怎么说呢，硬件也好不到哪去，主要看行业，轮胎行业你硬件再牛怕也赚不了几个钱，就想楼上说的你做英特尔X86平台，即使layout也爽，不过PC行业也不景气，一言难尽……

小M

都不好混，要学的东西多，学精了都30好几，纯干技术的一样被淘汰。搞大型设备的创业都不好创，搞点小产品的倒是可以考虑自己干。楼主可以边上班边搞搞副业的，副业搞大了就不上班了。

小N

EMC 转硬件，转了硬件自己画PCB、原理图，发现硬件涉及的并不多，但能扩宽知识面，对EMC和layout 有更多了解。

你有什么好的意见建议吗？

留言告诉大家哦……

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一个退役硬件老鸟的感悟(3)：PCB设计是一门“折衷”的艺术

1. 一个硬件高手首先是一个PCB设计高手，否则。。。

2. PCB设计是一门折衷的艺术，在多个设计规则因空间大小等的限制而发生冲突时，必须根据重要性进行排序，优先满足最重要的约束条件，其余的酌情处理；是否善于权衡和折衷是衡量一名PCB工程师或硬件工程师水平的重要标准；

3. 合理的布局是PCB设计成功的关键：RF电路、数字电路、（音频，时钟等）模拟电路等相互之间要尽量远离，并且通过尽可能多的组合地孔/地线/地铜进行隔离处理；RF的接收（Rx）、发射（Tx）和天线（Ant）等的端口和电路之间要尽量远离，走线要尽可能分布在不同的层，并且通过尽可能多的地孔进行隔离处理；RF等怕干扰的电路单元一般位于远离主电源的那一端（比如电源在PCB板下边，RF位于PCB板上边），音频电路也尽量位于远离主电源的位置，或靠近板边放置；天线性能的好坏与其所占空间大小在某种程度上呈正相关关系，所以要尽量远离其他电路；

4. 合理规划层叠结构，预先考虑不同信号所处的layers，包括但不限于电源、GND、（时钟、音频等）模拟信号、RF信号等布线层和参考层；

5. RF阻抗线：RF走线要短、顺、直接、拐弯少、不能呈锐角走线；表层的相邻层走线尽量短，连接表层走线和中间层走线的过孔尽量靠近；表层走线/焊盘的相邻层的地铜要掏空，大的焊盘下至少要多掏一层；中间层走线的相邻层可根据情况进行掏空或者不掏空处理；合理设置各层的线宽，比如表层走线的线宽0.33mm，中间层0.22mm或0.18mm；RF走线/焊盘/过孔等与周围地铜的间隔不小于0.2mm；原则上，表层的相邻层不要作为RF信号的主要走线层，如果无法避免，则要将表层地铜掏空，并且在工艺文件中指明这些走线需要控制阻抗；RF信号的参考地必须完整，RF走线与其参考地之间不能有任何走线/过孔/焊盘/铺铜等；

6. 注意将需要特殊处理的信号分别按信号类型归纳到相应的Classes中（如RF、Audio/Analog/IQ、时钟、控制（包括RF控制信号、时钟控制信号等）、差分信号如USB等、电源、地等），然后统一设置走线规则，不能有遗漏；除了差分信号和各个Class可以设定规则外，其他信号尽量避免单独设定布线规则；差分信号要尽量并行走在相同的层上，与差分线对应的相邻层或参考层不应出现非各类GND的信号线，若相邻层必须走线则应在差分线的头尾处穿过（尽量在靠近数字器件如CPU的那一端穿过，而不要在靠近RF／模拟器件的那一端穿过），并且应垂直于差分线，但RF差分信号与参考地之间不能有任何走线／过孔／焊盘／非GND铜皮等；有干扰的信号与敏感电路的器件/焊盘/过孔/走线/铺铜等在所有方向上都要避免靠得太近，并尽量通过地孔、屏蔽墙/屏蔽罩、铺铜等进行隔离。

7. 天线开关、RF器件、晶振/晶体等的控制信号、PCM语音信号等敏感的数字信号也要注意避开干扰，并做好滤波；

8. 音频信号、重要的时钟走线、高速USB走线等尽量包地并控制阻抗，RF信号和IQ信号等必须包地（包地不仅是指在同层要被地线包围，而且对应的相邻层也要是地铜至少是地线，并且地铜或地线要通过尽量多的地孔连接到主地平面），但如果表层的相邻层有较长的RF走线则其对应的表层不能有地铜；

9. TCXO、Crystal等输出的时钟大多是模拟信号，因此一定要注意远离其他数字电路、电源等干扰源，并采用大量的组合地孔进行隔离和屏蔽。地和电源尽可能单独处理，将TCXO、Crystal及相关的电路（如温度检测电路）的地连在一起，单独引到其所属的主芯片地管脚附近，再通过地孔与主地平面直接相连，并且在空间上远离其他信号尤其是干扰源，走线要进行包地。器件及相关电路（尤其是与Crystal相关的温度检测电路等）的相邻至少一层的地铜要掏空，并且这些器件／电路／走线／过孔／焊盘／铺铜等的相邻层不要有其他信号线的走线／过孔。

10. 电源输出和输入管脚附近放置滤波电容（容值越小的电容越要靠近管脚放置），电源从输出脚引出先经过输出滤波电容再到输入滤波电容，最后送到电源输入脚。电源走线尽量呈星型走线，并在走线分岔处放置较大的滤波电容，每个分支上也放置滤波电容；如果做不到星型走线，则可采用树形走线，尽量避免级联/链型走线；不同类型的电源（如数字、模拟、音频、RF接收、RF发射等的电源）的布局和走线要注意隔离（包括过孔、走线、焊盘、铺铜等在空间上都要相互远离和隔离，其他任何相互之间有干扰的信号都要注意相互远离和隔离）；有时需要在相关电源上人为增加分支电感、磁珠或电阻（一般小于100欧姆），然后将滤波电容分布到各个支路，注意分支后的走线要和分支前的电源走线一样粗，并且电流越大走线越宽相应的过孔也要越多；所有电源尤其是DC-DC电源的布局和走线要尽量避免形成大的环路而产生或引入干扰（环路是从输入电源<即给DC-DC电源供电的电源如VPH_PWR>的输入滤波电容开始，经过DC-DC电路再到VSW_VDD，然后经过电感到电源输出端<如Vreg_VDD>的输出滤波电容，再经过Vreg_VDD输出滤波电容的地到VPH_PWR输入滤波电容的地，最后通过VPH_PWR输入滤波电容的正极回到DC-DC的输入电源端，从而完成环路。因此，为了减小信号环路，要将电感、VPH_PWR输入滤波电容和Vreg_VDD输出滤波电容尽量靠近，并且都要靠近电源芯片／主芯片的电源电路放置）；与电源相关的其他元件如电感（尤其是DC-DC输出端的电感，要注意其感值、ESR、磁饱和电流、自共振频率、自激／谐振频率、Q值等）、电容（电容的不同选型如容值、Q值和ESR等会影响输出电源的稳定性和纹波大小）、磁珠和电阻等的选型和摆放位置要合理（这些外围器件要尽量靠近电源芯片／主芯片的电源电路等来放置），否则会严重影响电源的稳定性、效率、电源质量、纹波大小等；注意电压基准电路Voltage Reference Circuit（包括REF＿ISET、REF＿BYP、REF＿GND等相关的电感／磁珠／电容／电阻等器件）的合理布局和走线；任意两个信号之间都可能有干扰（包括看似同源的两个信号之间，比如同一个DC-DC电源的VSW_VDD（Switch端口）和Vreg_VDD（Sense和输出端口）之间也会有干扰，需要避开），并且电流越大、电压越高、信号的幅度和频率等变化越快则干扰越大，相互之间有干扰的信号最好走在不同的Layers，而且要在所有方向上远离或隔离，但要注意减小信号环路的尺寸；事实上，除各类GND以外的任何信号的走线都要尽量避免环路；注意大电流信号和电源（如主电源、PA电源、DC-DC电源等）的走线要足够宽并且过孔数目要足够多；主电源等具有大电流的电源走线宽度不小于0.8mm，最好不小于1mm；一般的电源走线宽度不小于0.2mm，最好不小于0.3mm；地线一般不小于0.2mm（用于修补地铜的地线除外）；电流在300mA以上的电源或信号走线上建议放置至少2个激光孔和至少一个机械孔；

11. 地孔越多越好！如果接地过孔不够多或分布不合理会影响性能甚至无法工作！并且注意表层地孔和中间地孔组合放置，确保各类接地管脚通过尽量短的途径连接到地平面上；需要用地孔进行隔离的区域（如RF电路与数字电路之间）要预先放置组合地孔；信号密集区域也要尽量先在接地管脚附近放置组合地孔，否则如果等其他信号走线完成后再放地孔会很麻烦，需要将已有的走线删除再增加地孔；CPU和Memory之间的表层尽量铺地铜，无法铺铜的也要尽量走地线，并在地线两端通过地孔连接到主地平面；每个RF器件的接地管脚上至少要有一个表层地孔（越多越好！），并且在附近有尽可能多的中间地孔连接到主地平面；

敏感电路及其相应的电源和地的处理是PCB设计的关键所在！

12. 过孔与过孔之间的间距尽量不小于0，钻孔与钻孔之间的间距要大于0.125mm(5mil)；屏蔽罩的隔筋及Solder Mask层的亮铜宽度不小于0.7mm，隔筋上要合理分布组合地孔（原则上越多越好），屏蔽墙的焊盘要足够多、宽、长而密，保证屏蔽罩的良好接地；

13. 在完成所有相关的检查项之后，要对所有层的地铜进行修补，地铜上不要有断裂、悬空、突起、半岛等情况（因为会引入或者辐射干扰），确保任意地铜附近有组合地孔；在出gerber文件前，要进行完整的设计检查（Connectivity、Clearance等），检查时要将所有的布线层（Electrical layers）和所有相关项目都打开并且不能是黑色；还要注意检查并确保原理图和PCB的一致性；

14. 器件封装要尽量规范，命名要清楚易懂，PCB decal的原点位于器件中心，SCH part的原点位于Pin1脚或者器件左上角；PCB的器件封装只保存在PCB器件库中，原理图的器件封装只保存在原理图的器件库中，并且每个器件的封装库保持唯一；PCB Decal一般要增加Paste Mask层的处理；器件封装的尺寸和外框必须准确，可以考虑将器件外形单独放在某一层如Part Outline层；PCB Decal的焊盘大小尽量比实际的管脚尺寸要大一些，以防止虚焊，同时也利于调试测试；

15. 所有PCB的层叠结构、每层的颜色、工艺文件的内容等尽量保持统一，注意电气层、Solder Mask、Paste Mask、Silkscreen、Drill Drawing、CAM Plane、Split/Mixed Plane、No Plane、Assembly、General等Layers的合理设置；注意不同插座对板厚的要求，比如MiniPCI插座要求板厚为1.0mm或1.2mm，我们规定MiniPCI板厚定为1.0mm±10%；其他板厚一般为0.8mm或者1.0mm（开发板除外）；注意各类器件和结构件的摆放位置和方向等，并防止出现相互干涉；注意器件与器件之间，器件与结构件之间，器件与板边之间的间距；

16. 任何修改或规则设定都从源头做起，然后沿SCH àPCB LayoutàRouter等进行传递；BOM清单直接从原理图生成；始终保持原理图、PCB和BOM的一致性；必要时利用相关的比较工具比较不同版本的原理图、PCB或BOM的差异；

17. PCB布局和走线完成后都最好发给相关人员进行检查，以便及时检查和发现问题，及时进行修改，以防止不必要的重复劳动和大的更改；Gerber文件要尽量用CAM350、CAMCAD等工具进行检查，确认无误后再发出去制板；注意丝印层上板名和版本号的正确性。为便于结构件厂家提高屏蔽罩等的设计和制造精度，最好提供相关的结构文件如.dxf等，必要时采用AutoCAD或Pro-E等软件设计出更加直观和精确的结构文件提供给厂家。

18. 工艺文件、原理图、PCB、器件库等文件的名称要清晰易懂，最好遵循如下命名规则：产品名称+类别（如SCH、PCB等）+版本号+（标题，如Gerber、工艺文件等）+时间；

19. 注意原理图、PCB和BOM等文件的及时归档；版本库中要始终保留各个版本的完整信息；

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