PCB走线方式及注意事项

CircuitWizard

于 2025-03-19 15:16:04 发布

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在PCB设计中，走线方式和布局直接影响电路性能、信号完整性、EMI/EMC（电磁兼容性）及散热效果。以下是常见的走线方式及关键注意事项：

一、常见走线方式

直角走线（避免使用）
- 问题：直角走线会导致阻抗突变和信号反射，高频电路中可能引起信号完整性问题。
- 替代方案：优先使用45°斜角或圆弧走线（减少阻抗不连续）。
差分对走线
- 应用：用于高速信号（如USB、HDMI、LVDS等）。
- 要点：
  - 保持差分线等长、等间距，长度差控制在±5mil内。
  - 避免跨分割参考平面（如地平面或电源平面）。
蛇形走线
- 用途：调整信号延时，满足时序要求（如DDR数据线与时钟线等长）。
- 注意：蛇形间距需≥3倍线宽，避免相邻线间串扰。
电源和地线走线
- 电源线：加粗处理（线宽由电流决定），避免细长走线导致压降或发热。
- 地线：优先采用平面层（低阻抗回流路径），避免“地线环路”。
高频信号走线
- 要点：
  - 缩短走线长度，减少辐射和损耗。
  - 避免平行长距离走线，防止串扰（3W原则：线间距≥3倍线宽）。
  - 参考完整地平面，确保信号回流路径连续。
包地处理（Guard Trace）
- 用途：保护敏感信号（如模拟信号、时钟线）免受干扰。
- 方法：在信号线两侧铺设地线，并通过过孔连接到地平面。

二、关键注意事项

线宽与电流匹配
- 根据电流大小选择线宽（如1oz铜厚，1mm线宽可通过约1A电流）。
- 高电流路径（如电源）需加宽或铺铜处理。
避免锐角和环路
- 锐角（<90°）易导致阻抗突变和制造缺陷（蚀刻问题）。
- 信号线避免形成环路，防止天线效应（辐射干扰）。
参考平面完整性
- 高速信号下方需完整的地平面，避免跨分割（防止回流路径中断）。
- 电源平面分割时，注意隔离高频噪声区域。
阻抗控制
- 高速信号（如USB、PCIe）需计算特性阻抗（微带线/带状线），匹配源端和负载端。
- 使用PCB叠层工具（如Polar SI9000）计算线宽和介质厚度。
散热设计
- 大功率器件（如MOSFET、电源芯片）下方增加散热过孔，连接到内部地平面。
- 避免高温区域集中走敏感信号线。
过孔使用规范
- 高速信号线尽量减少过孔数量（每个过孔引入约0.5-1pF寄生电容）。
- 电源过孔需足够数量，降低阻抗（多打并联过孔）。
信号完整性（SI）
- 关键信号（如时钟线）远离噪声源（如电源、电感）。
- 使用端接电阻（如串联端接）抑制反射。
测试点预留
- 关键信号线预留测试点，方便调试和量产测试。
- 测试点间距合理，避免探针短路。
分层走线策略
- 高速信号尽量布在内层（减少辐射）。
- 顶层和底层用于短距离走线或关键信号。
EMC设计
- 板边预留屏蔽地过孔（防止边缘辐射）。
- 敏感电路区域加屏蔽罩（如RF模块）。
DRC检查
- 完成布线后执行设计规则检查（线距、线宽、过孔等）。
- 检查未连接网络（开路）和短路问题。