提升PCB Layout设计效率：造物数科PCB高效布线策略分享

提升PCB Layout设计效率：造物数科PCB高效布线策略分享

在PCB设计中，布线是一个既耗时又关键的环节。随着PCB尺寸要求越来越小，器件密度越来越高，如何实现高效布线成为设计师面临的重要挑战。本文将分享造物数科的PCB高效布线策略，从前期准备、布线技巧、信号完整性考虑以及后期检查与优化等多个方面，帮助设计师提升布线效率和质量。

前期准备

1. 明确设计要求和规范

仔细阅读设计说明文档，了解特殊结构、特殊模块等布局要求。确定电路板尺寸和布线层数，考虑高密度球栅数组(BGA)组件等所需的最少布线层数。设定布线规则，包括印制线宽度、过孔的最大数量、平行度等。

2. 优化布局

根据信号流向和模块功能进行预布局，确保布局整齐、美观，同时减少印制导线的长度和数量。区分高电压、大电流信号与小电流、低电压的弱信号，高压部分采取挖空处理，避免额外的铺铜。模拟信号与数字信号分开布局，分割宽度至少20mil，且模拟和射频按照模块化设计要求进行布局。高频信号与低频信号分开，隔开距离至少保证3mm以上，避免交叉布局。

布线技巧

1. 添加公共接地层

在信号走线下方添加一个公共接地层，以最小化PCB中任意两个接地点之间的阻抗，减少信号干扰。

2. 合理使用电源平面

将第二个内层设计为电源平面，并尽可能扩大以降低阻抗。

3. 优化过孔布局

信号过孔会在电源层和接地层之间产生空隙，不当的过孔布局可能导致电流密度增加的热点区域。将过孔放置在网格中，并确保过孔之间有足够的空间，推荐间隔至少15密耳(0.381mm)，以避免热点的产生。

4. 减少走线弯曲

在高速信号路由中，应尽量减少走线的弯曲，以减少传输线的特性阻抗变化和信号损失。如果必须弯曲，推荐使用135°弯曲而不是90°，以减少PCB蚀刻问题和天线效应。

5. 调整走线长度

使用蛇形走线来调整特定走线长度，但要确保相邻铜线之间的最小距离至少为走线宽度的4倍，每段弯曲的长度至少为走线宽度的1.5倍。

6. 增加走线间距

在PCB设计中，走线间距应尽可能大，以减少串扰。在瓶颈区域(即走线间距比预期更近的地方)，增加额外的信号间距，即使满足了最小间距要求，也可以考虑进一步增加间距以提高信号完整性。

7. 避免长存根走线

长存根走线可能会引起EMC问题和信号反射，影响信号完整性。避免使用上拉或下拉电阻，而是将信号路由为菊花链，以减少存根走线的长度。

8. 差分信号布线

在高速差分信号设计中，保持差分对之间的恒定距离至关重要。差分对应平行布线，并保持恒定距离，以实现指定的差分阻抗。避免在差分对之间放置组件或过孔，因为这可能导致EMC问题和阻抗不连续。

信号完整性考虑

1. 匹配长度

高速接口要求正负信号走线之间的延迟偏差非常小。使用蛇形走线来补偿长度差异，并仔细设计蛇形走线的几何形状以减少阻抗不连续性。

2. 信号返回路径

不正确的信号返回路径会导致噪声耦合和EMI问题。高速信号的返回电流应尽量跟随信号路径。避免在分离平面上路由信号，因为这会使返回路径无法跟随信号走线。如需在不同参考平面上路由信号，应加入拼接电容。

后期检查与优化

1. 使用专业工具进行检查

利用EDA软件和专业的PCB检查工具进行布线后的分析检查，确保布线符合设计规范和要求。

2. 优化生产工艺

根据布线结果和生产工艺要求，优化生产工艺流程，提高生产效率和产品质量。

综上所述，实现PCB高效布线需要从前期准备、布线技巧、信号完整性考虑以及后期检查与优化等多个方面入手。通过综合运用这些方法和技术手段，可以显著提高PCB布线的效率和质量。

本文原文来自Bilibili