在电子设备向高密度、高速化演进背景下,PCB设计已从“连线艺术”升级为系统性工程。本文基于一线工程师实战经验,提炼五大核心设计原则,直击信号完整性、电源完整性、可制造性等关键痛点。
一、3W原则:信号隔离的量化标准
核心规则:平行信号线间距≥3倍线宽,高速信号(≥500MHz)需扩展至5W。
数据支撑:间距不足时,串扰耦合电压增加300%,眼图高度压缩40%。
应用场景:DDR4数据线、HDMI差分对等高速信号布线。
二、20H原则:电源层边缘收缩规范
结构要求:电源层相对地层内缩20H(H为介质厚度),抑制边缘辐射。
测试验证:3D电磁场仿真显示,20H结构可降低边缘辐射6dB。
例外情况:当电源层为完整平面时,可放宽至10H。
三、五五原则:过孔残桩控制
工艺极限:高速信号过孔残桩长度≤5mil,背钻孔径比过孔大5mil。
信号影响:残桩超标导致谐振点下移,TDR波形出现200mV以上反射。
案例警示:某通信板因残桩过长,10GHz信号插入损耗超标1.5dB。
四、3-3-3原则:电源分割准则
分区规范:模拟/数字电源间隔≥300mil,地平面对应分割间隙≤3mil。
滤波设计:每路电源入口配置3.3μH电感+33μF陶瓷电容+0.1μF贴片电容。
热管理:大电流电源平面宽度≥3倍电流值(如10A需300mil宽)。
五、1-2-3原则:层叠堆叠逻辑
经典结构:
4层板:信号-电源-地-信号
6层板:信号-地-信号-电源-地-信号
阻抗控制:关键信号层(如Top/Bottom)需紧邻地层,间距≤4mil。
SI仿真:非对称层叠导致SSN噪声增加50%,需通过仿真优化。
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