芯耀
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PCB設(shè)計(jì)不是堆砌電路，而是一個(gè)“細(xì)節(jié)筑基”的系統(tǒng)工程。你可能因?yàn)橐粋€(gè)焊盤出線不對(duì)稱，造成器件立碑；也可能因?yàn)橐粋€(gè)信號(hào)跨分割，導(dǎo)致整塊板子EMI爆表……
今天這篇文章，我們不講空理論，只講那些讓無數(shù)工程師抓狂的實(shí)戰(zhàn)細(xì)節(jié)陷阱！
高低壓信號(hào)必須硬隔離
在開關(guān)電源類PCB中，往往存在高壓強(qiáng)電與低電壓弱電共板設(shè)計(jì)。這時(shí)，強(qiáng)電部分（如MOS管、功率電感）與控制信號(hào)（如PWM、反饋信號(hào)）必須嚴(yán)格分區(qū)，避免高電壓噪聲“竄入”控制電路，導(dǎo)致誤動(dòng)作，甚至炸板。
圖1 — 強(qiáng)弱電信號(hào)隔離布局
晶振一定要“貼臉”布置
晶體振蕩器輸出能力有限，尤其在高速數(shù)字系統(tǒng)中，晶振遠(yuǎn)離主控芯片會(huì)導(dǎo)致：
信號(hào)衰減
方波畸變
時(shí)鐘不同步，系統(tǒng)卡頓
建議晶振直接貼近芯片放置，PCB布線保持短、直、等長(zhǎng)、對(duì)稱。
圖2 — 晶振靠近主控芯片布線圖
相同結(jié)構(gòu)電路，模塊復(fù)用更省心
比如你在設(shè)計(jì)一個(gè)8路輸入、8路驅(qū)動(dòng)的控制板，模塊重復(fù)性高，推薦使用PCB設(shè)計(jì)軟件中的“模塊復(fù)用”功能，統(tǒng)一布局、對(duì)稱布線，不僅節(jié)省時(shí)間，還大大降低出錯(cuò)率。
圖3 — 模塊復(fù)用對(duì)稱布局
元器件排布要為“人”服務(wù)
調(diào)試時(shí)，你的手、你的探針、你的熱風(fēng)槍都需要空間！
小器件旁邊不要放大器件，避免遮擋
可調(diào)電阻、電容、跳線器件旁留空
插件元件避免交叉重疊
圖4 — 便于調(diào)試的元件排布設(shè)計(jì)
去耦電容要“貼電源腳”
電源進(jìn)入芯片的瞬間，可能伴隨電壓波動(dòng)、尖峰噪聲。去耦電容就是芯片的“安全氣囊”，吸收這些波動(dòng)。
電容靠近IC電源引腳（越近越好）
形成電源—電容—地最小閉環(huán)
圖5 — 去耦電容的最優(yōu)布局
“跨分割”，是信號(hào)完整性的絆馬索
在多層PCB中，如果信號(hào)線從一個(gè)參考面跨越到另一個(gè)不同的區(qū)域（比如從GND層跨到空白層），信號(hào)回流路徑斷裂，EMI滋生，信號(hào)質(zhì)量大幅下降。
尤其是高速信號(hào)線，一定要避免跨分割布線！
圖6、圖7 — 跨分割誤區(qū)與正確示意
焊盤走線：不對(duì)稱就“翻車”
焊盤引線如果從對(duì)角出線，再加上阻焊偏差，會(huì)出現(xiàn)元件焊接旋轉(zhuǎn)或偏移，影響焊接質(zhì)量。
解決方法：
扇出走線保持沿長(zhǎng)軸對(duì)稱
若能保持短軸對(duì)稱，能進(jìn)一步防止偏移
圖8、圖9 — 焊盤出線引起旋轉(zhuǎn)與修正方法
差分信號(hào)走線：追求長(zhǎng)度等于一切
很多人誤以為“差分線只要間距一樣就行”，這是誤區(qū)。真正影響信號(hào)同步的是線長(zhǎng)！
差分線必須成對(duì)走線
匹配長(zhǎng)度優(yōu)先于一致間距
預(yù)留蛇形線用于調(diào)節(jié)長(zhǎng)度
圖11 — 差分線等長(zhǎng)處理技巧
高頻信號(hào)走線必須“包地或隔離”
時(shí)鐘、USB、LVDS等高頻信號(hào)，若不做電磁隔離，會(huì)：
串?dāng)_鄰線
引發(fā)EMI問題
解決策略：
包地（盡量三邊圍地）
若空間不足，至少保持3W間距
- 圖12 — 高頻信號(hào)包地與間距規(guī)范
打孔太密，參考面斷層
多層PCB布線時(shí)，如果打孔過多或密集排列，會(huì)割裂GND/VCC參考面，導(dǎo)致：
信號(hào)回流路徑延長(zhǎng)
阻抗突變
噪聲雜散
建議打孔間距保持可容一條走線的間隔，避免“地面斷層”。
圖13 — 多孔割裂示意
金手指必須“整塊開窗”
金手指長(zhǎng)期插拔，阻焊層若未開窗會(huì)逐漸脫落，導(dǎo)致：
接觸電阻升高
接觸不良
推薦做法：
在封裝層加入開窗區(qū)域
PCB阻焊層繪制時(shí)注意完全開窗
- 圖14 — 金手指正確開窗示意圖
封裝對(duì)稱，拒絕“立碑元件”
立碑現(xiàn)象=兩端受力不均，主要由：
焊盤面積不對(duì)稱
焊盤形狀不一致
只需在封裝設(shè)計(jì)時(shí)注意焊盤完全對(duì)稱，就能避免回流焊時(shí)“器件站起來”。
圖15、圖16 — 元器件立碑問題及焊盤設(shè)計(jì)
寫在最后：
設(shè)計(jì)再高端，細(xì)節(jié)不過關(guān)=白搭你以為的“無關(guān)緊要”，很可能是“致命陷阱”。PCB設(shè)計(jì)是靠一堆微米級(jí)細(xì)節(jié)撐起來的大廈。歡迎轉(zhuǎn)發(fā)收藏這篇實(shí)戰(zhàn)干貨，留言區(qū)說說你遇到過的“PCB翻車事故”，一起讓設(shè)計(jì)更穩(wěn)定、更優(yōu)秀！
