PCB Layout避坑实战：从布线到铺铜的硬核技巧

本人实际测试了Altium Designer 23，踩过铺铜后导致短路、差分线阻抗失去控制等好几个坑, 新手依照下面步骤一步步去操作, 便能够轻松避开这类常见问题。PCB Layout可不是仅仅画画线那般简单, 诸多细节一旦不留意就会致使板子报废。

走线顺序与电源回路

先来进行第一步, 要规划电源以及地。将PCB面板打开, 通过按快捷键Ctrl+H把主电源网络进行高亮选中, 拿3.3V举例, 要超过20mil设置走线路的宽度。从对应电源芯片的输出引脚开始, 朝着第一个去耦电容拉动, 接着再从电容朝着分区负载进行拉动操作。地回路更为至关重要, 底层要留出一整块没被打断的完整地平面, 不可以在电源切换的地方打断。

【新手避坑】

新手常犯的错误在于走线时不区分主次，先是随意地走完信号线之后才去挤着走电源, 其后果是电源线绕弯幅度大、回路长度长, 进而产生电压降以及噪声, 正确的办法乃是先走完所有的电源和地, 接着走关键高速信号, 最后才走普通信号, 要是发觉电源线绕不过去，那么可以加一层内电层或者改用宽度在0.5mm以上的跳线。

第二步, 存在关键信号线的处理情况, 差分信号进行对比, 比如USB DP/DM, 运用Interactive Differential Pair Routing命令, 实现线宽6mil、线距6mil的设置, 要让两条线保持等长并且紧密贴合, 转角之处采用45度弧线, 而非直角, 在走线时尽可能于同一个层上达成, 避免跨越存在缝隙割裂的地平面。

【新手避坑】

差分线未保持对齐状态, 这会致使时序出现错位情况, 进而引发通信丢包现象。在过程之中, 我碰到过一处小板USB识别无法稳定进行、状况频出的问题, 经拆解该板并实施具体测量工作, 才察觉到原来是位于差分线的一侧, 其长度超出了正常范围, 足足长出了20mil。而寻求到的用于进行修复与解决从而稳定运行的办法是, 在围绕等长的操作进程里, 采用呈蛇形样式的走线方式, 将其围绕布局在靠近信号源的一端位置, 并且要把长度差严格控制在±5mil的范围之内。

铺铜与过孔优化

以下是第三步铺铜处理, 首先要设置安全间距规则, 进入到Design之中, 再进入Rules里面, 进一步进入Electrical, 接着进入Clearance, 将不同网络的间距设定为8mil。随后要选中顶层, 通过Place里的Polygon Pour去框选板框区域, 使其连接到GND网络。铺铜完毕之后, 着重去检查那些属于孤岛的铜皮, 借助Tools中的Design Rule Check运行一回, 将所有处于孤立状态的铜皮删除掉或者重新进行接地处理。

【新手避坑】

铺铜之后出现短路这种状况乃是最为高频的故障出现情形了 存在的常见原因在于 铺铜参数设定了超过0.2mm的网格线 并且热焊盘没有按照良好的标准去做好处理的工作 最优的推荐数值是 铺铜连接方式选择Direct Connect 热焊盘采用4条10mil线进行连接 网格尺寸设定成为0.5mm。若是板子出现发热极为严重的状况, 那就将整个底层都铺满铜, 并且打上密集的过孔, 过孔之间的距离要不大于0.8毫米呢。在铺完铜之后还得检查一下那些小封装器件也就是像是0402电阻下方的铜皮有没有被切碎, 要是切碎了那就得手动补上一段走线标点！

【无适用场景说明】

要是你所从事的是那种高频射频板, 也就是频率在2.4GHz之上的, 那上面的铺铜方式便不再适用了, 原因在于网格铺铜会致使产生寄生电感, 进而对信号造成影响。针对这种情形, 可以改用整块的实心铜, 与此同时, 将过孔间距拉开至2mm以上, 以此来防止出现天线效应。有一种简单的替代方案是, 把地平面做到完全独立, 不铺设铜网, 而仅是使用连续平面。