双面 PCB 的正反两面都布置元器件，能显著提高空间利用率（尤其适用于消费电子、可穿戴设备等对尺寸敏感的产品）。但这种布局的核心挑战是：正反两面的元器件在垂直方向上可能重叠，若高度之和超过板厚与装配间隙的总和，会引发机械干涉。

例如，顶层放置高度 5mm 的电容，底层对应位置放置高度 4mm 的连接器，PCB 板厚 1.6mm，总垂直空间需求为 5+4=9mm，而实际装配间隙（如外壳内部高度）仅 8mm，会导致元器件被挤压损坏。据统计，双面布局因高度冲突导致的装配失败占比超过 30%，远高于单面布局，因此必须在设计阶段进行严格控制。

双面布局时，需从元器件高度、特殊结构和装配环境三个维度评估风险：

• 顶层与底层高度匹配：正反两面对应位置的元器件高度之和需≤允许最大间隙（通常为外壳内部高度 - PCB 板厚）。例如，板厚 1.6mm，外壳允许间隙 6mm，则两面元器件高度之和需≤4.4mm（6-1.6=4.4）。若顶层用 3mm 高的电感，底层对应位置元器件高度需≤1.4mm。

• 高低组件分区：将高元器件（如连接器、变压器）集中布置在 PCB 边缘或角落，避免与对面的高组件重叠；低元器件（如 0402 电阻、薄型 IC）可密集布置在中间区域，降低垂直冲突概率。

• 散热器高度预留：带散热器的芯片（如功率 MOS 管）需计算散热器总高度（芯片高度 + 散热器高度），并在对面留出至少 0.5mm 的安全间隙（防止振动导致接触）。例如，顶层芯片 + 散热器总高 8mm，底层对应区域需空置或仅放≤1mm 高的元器件（假设板厚 1.6mm，安全间隙 0.5mm，则 8+1+0.5≤10mm 外壳高度）。

• 机械结构避让：螺丝孔、定位柱周围 5mm 内，正反两面均需避免布置高元器件；若 PCB 需装入金属外壳，底层元器件高度需≤外壳内壁到板的距离（通常≥2mm），防止短路。

• 焊接工具空间：波峰焊工艺中，底层插件元件的引脚长度需≥2mm，但顶层对应位置需避免布置元器件（防止焊接时工具碰撞）；回流焊的双面钢网需确保正反两面焊盘不重叠，避免锡膏印刷相互干扰。

• 人工操作空间：需要手动调试的区域（如测试点、可调电阻），对面需留出≥3mm 空间，方便探针或工具伸入。

双面布局的间距不仅指水平方向，还包括垂直和字符标识的特殊要求：

• 同面间距：遵循常规设计规则（如元器件边缘间距≥0.2mm，大功率器件与敏感电路间距≥5mm）。

• 异面投影间距：正反两面元器件的投影重叠区域，水平偏移距离需≥两者中较大高度的 1/2。例如，顶层 3mm 高的电容与底层 2mm 高的电阻，投影偏移需≥1.5mm（3/2），降低垂直碰撞风险。

• 丝印高度：字符线宽≥0.15mm，高度≥1mm，且底层字符需避开顶层高元器件的投影区（防止被遮挡无法识别）。

• 极性标识可见性：二极管、电容的极性标识需放在无遮挡区域，底层标识避免与顶层元器件重叠，确保装配时能清晰识别。

• 连接器插拔空间：插座类元器件（如 USB、HDMI）的插拔方向需预留≥10mm 的无障碍区域，对面不可布置任何元器件（防止插拔力导致 PCB 变形时碰撞）。

• 散热间距：发热元件（如功率电阻）与对面的热敏元件（如温度传感器）间距需≥10mm，且避免投影重叠，减少热传导影响。

利用 PCB 设计软件的 3D 功能可提前发现高度冲突，以 Altium Designer 为例：

1. 设置高度规则：

• 进入 “Design”→“Rules”→“Mechanical”→“Height”；

• 创建 “Top Component Height” 和 “Bottom Component Height” 规则，分别设置最大值（如顶层≤5mm，底层≤4mm）；

• 对特殊区域（如外壳内部）创建子规则，限制高度（如 “Bottom Layer, Area:100-200mm X 50-150mm”→高度≤2mm）。

2. 3D 冲突检查：

• 切换至 3D 视图（快捷键 “3”），按 “View”→“3D Bodies” 显示所有元器件的 3D 模型；

• 点击 “Tools”→“Component Clearance”→“3D Clearance”，设置垂直方向安全距离（如 0.5mm）；

• 运行检查后，软件会高亮显示高度冲突区域（如顶层电容与底层连接器重叠处）。

3. 外壳导入验证：

• 导入外壳 3D 模型（STEP 格式），放置在 PCB 装配位置；

• 旋转视图检查元器件是否超出外壳范围，或与外壳内壁碰撞（软件会显示干涉警告）。

• 问题描述：顶层在 (10,10) 位置放置 5mm 高的电感，底层对应 (10,10) 位置放置 4mm 高的晶振，PCB 板厚 1.6mm，外壳允许最大高度 8mm。

• 冲突计算：5（顶层）+4（底层）=9mm＞8-1.6=6.4mm（允许间隙），导致装配时电感与晶振挤压，外壳无法闭合。

• 调整措施：

• 将底层晶振移至 (10,20) 位置（与顶层电感无投影重叠）；

• 顶层电感保留，底层对应 (10,10) 位置改为 0402 电阻（高度 0.5mm）；

• 验证：5+0.5=5.5mm≤6.4mm，无冲突。

• 额外优化：在电感周围 1mm 范围内的底层设置 “禁止布线区”，避免误放高元器件。

PCB 双面布局的高度和间距规划，核心是 “将装配阶段的空间约束提前融入设计”。设计者需跳出 “仅关注电气连接” 的思维，建立 “三维空间意识”：

• 前期需获取外壳尺寸、装配间隙等机械参数，将其转化为软件中的高度规则；

• 布局时优先放置高元器件和特殊结构（如连接器、散热器），再填充低元器件；

• 善用 3D 视图和冲突检查工具，确保设计阶段消除 90% 以上的机械干涉风险。

只有当设计视野覆盖从布线到装配的全流程，才能发挥双面布局的空间优势，同时避免 “能设计却不能生产” 的尴尬局面。记住：好的 PCB 设计，既要电气性能达标，也要让装配过程 “顺利无障碍”.