|快速提升PCB板Layout质量的6个细节

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前言
现在很多的PCB Layout工程师都是按照硬件工程师或者PI SI工程师给出的约束规则来完成布局布线的 , 俗称的“拉线工” 。 如不想被当做“拉线工”来看待 。 要具备一定的电路理解能与SI/PI工程师做PI/SI分析的能力 。

PCB Layout是一项技术活 , 也是经验活 。 学习一些有用的经验 , 往往可以让人受益匪浅 。

PCB布局结构

布局 , 字面上的解释 , 就是将电路元件合理的放置 。 良好的PCB器件布局对提升整机的性能有着极其重要的意义;
01 那怎么样的放置是合理的?(含无线模组的PCB布局要点)

  • 模拟电路与数字电路物理分离 , 例如MCU与无线模组的天线端口尽量远离;
  • 无线模组的下方尽量避免布置高频数字走线、高频模拟走线、电源走线以及其它敏感器件 , 模组下方可以铺铜;
  • 无线模组需尽量远离变压器、大功率电感、电源等电磁干扰较大的部分;
  • 在放置含有板载PCB天线或陶瓷天线时 , 模组的天线部分下方PCB需挖空处理 , 不得铺铜且天线部分尽量处于板边;
  • 无论射频信号还是其它信号走线应尽量短 , 其它信号还需远离无线模组发射部分 , 避免受到干扰;
  • 布局需考虑无线模组需要具有较完整的电源地 , 射频走线需留出地孔伴随空间;
  • 无线模组所需的电压纹波要求较高 , 因此最好在靠近模组电压引脚处增加较为合适滤波电容 , 例如10uF;
无线模块发送频率快 , 对电源的瞬态响应有一定要求 , 除了设计时需要选取性能优异的电源方案外 , 布局时也要注意合理的布置电源电路 , 充分发挥电源性能;如DC-DC布局是就需要注意续流二极管地与IC地的距离需要尽量靠近保证回流、功率电感与电容之间的距离需要尽量靠近等 。
02 线宽、线距的设置
线宽、线距的设置对整板的性能提升有巨大的影响 , 合理的设置走线宽度、线距能够有效的提升整板的电磁兼容性以及各方面的性能 。
电源走线:按照负载的电流、电压大小以及PCB铜厚综合考虑 , 通常电流都需预留2倍于正常工作电流 , 线距尽量满足3W原则 。
信号走线:根据信号的传输速率、传输类型(模拟还是数字)、走线长度等综合考虑 , 普通信号线间距推荐满足3W原则 , 差分线则另行考虑 。
射频走线:射频走线的线宽需要考虑特性阻抗 , 常用的射频模组天线接口均为50Ω特特性阻抗 , 按经验功率≤30dBm(1W)的射频线宽0.55mm , 铺铜的间距0.5mm , 更准确的也可通过板厂协助调整得到约50Ω的特性阻抗 。

电源线的线宽设置就要从整机负载的电流大小、供电电压大小、PCB的铜厚、走线长度等方面去考虑 , 通常宽1.0mm , 铜厚1oz(0.035mm)的走线可通过约2A的电流 。
线距的合理设置可以有效减少串扰等想象 , 如常用的3W原则(即导线间的中心间距不小于3倍线宽时 , 则可保持70%的电场不互相干扰)

03 器件之间的间距设置
在PCB Layout时器件之间的间距是我们必须要考虑的事情 , 如果间距太小则容易导致焊接连锡影响生产;