PCB Layout实战笔记：走线、铺铜与地线处理三大核心技巧

经过本人实际测试Altium Designer 24版本, 曾遭遇铺铜地线环路致使EMI超标这一具有坑害性质的情况发生, 对于新手而言, 只要依照步骤逐个进行操作, 便能够较为轻松地避开这类普遍存在的问题。

走线宽度到底设多少合适

PCB Layout里, 走线宽度属于最基础且极易出错的参数, 其情况是这样的, 我通常会先去查看电流大小, 对于信号线而言, 走0.3mm到0.5mm便足够使用了, 而电源线则要依据电流密度来进行计算。要说在1盎司铜厚的条件下, 1A电流起码需要0.5mm的线宽, 这可是最低的安全数值。我向来有留余量这样的习惯, 对于2A电流直接采用1mm线宽, 能将温升控制在10度以内。

【新手需防】新手常常会犯的错误乃是把所有的线都弄成一样的宽度, 电源线以及地线若是走得细了, 一旦有大电流通过, 线路当中就会发热, 甚至于会被烧断, 解决的办法便是开启PCB设计软件的电流计算工具, 在里面输入铜厚、电流、允许温升这些, 然后它会自动计算得出最小的线宽。

操作路径为, 于Altium Designer当中点击Tools , 接着点击PDN Analyzer , 随后设置电流以及铜厚参数 , 之后系统会自动给出推荐线宽。要是不使用PDN功能 , 手动计算也是可行的 ；按线宽（mm）等于电流（A）除以（铜厚（oz）乘以 0.02）来计算这个经验公式 , 这便是经验公式。

铺铜用实心还是网格

存在着两种铺铜的方案, 一种是实心铺铜, 另一种是网格铺铜 , 实心铺铜具备散热良好以及阻抗较低的特性 , 而网格铺铜在散热方面相对较慢 , 并且屏蔽效果稍微欠佳 , 不过网格铺铜拥有更为良好的热应力释放效果 , 实心铺铜适宜应用于大电流走线的情况以及地平面 , 网格铺铜则更适合多层板的中间层。

按我个人的那种取舍逻辑来讲是这样的, 顶层以及底层地平面采用实心铺铜用来保证信号回流路径为最短, 以此降低回路电感。内层电源层同样采用实心, 原因在于电流分布会更为均匀。网格铺铜仅仅用于对散热存敏感情况的BGA芯片下方, 目的是防止焊接时由于铜皮过大而致使虚焊。要是你所做的属于高频板, 网格铺铜存在一个好处是能够减少介质损耗, 然而要是频率没有超过1GHz的话, 实心铺铜的优势会更大。

【新手需避坑】, 铺铜之后要是对死铜区不管不顾的话, 这可是个大坑。所谓死铜, 它是那种孤立存在的小铜皮, 处于悬浮状态且没有任何网络跟其连接, 如此一来它会化作天线产生辐射干扰作用。而解决该办法的方向是, 铺铜结束以后要将DRC检查给打开, 一旦看到有死铜出现, 那就直接删去或者手动使用地孔去连接到地平面。

经由的操作途径是, Tools, 接着是Design Rule Check, 随后勾选Un – Routed Net以及Un – Connected Copper, 再之后运行检查, 而红色标记所存在的地方即为产生问题的区域。死铜一旦被选中, 便按Delete进行删除, 或者通过添加地孔的方式来予以解决。

地环路怎么处理最有效

头号来源是 PCB 电磁干扰的地环路。我采用过一个四层板方案, 数字地以及模拟地未分开, 致使 ADC 采样数据出现跳动。报错现象为 ADC 读数不稳定随机波动在满量程的 5%范围内有此类情况。

整个的完整解决流程是这样的: 首先第一步, 要在原理图里将数字地以及模拟地凭借着0欧电阻或者磁珠给隔离开来, 并且标记成AGND和DGND。紧跟着第二步, 在进行布局时段, 把模拟器件还有数字器件划分区域来摆放, 中间留出2mm到3mm的空隙。然后第三步, 在铺铜的时候AGND和DGND并非直接相连, 仅仅只不过是在电源入口的地方进行单点连接。我选用了采用0603封装方式的0欧电阻来做连接, 以此方便在调试的时候能够断开进行测试。连接完成之后ADC的读数稳定处于0.1%以内, 如此问题便得以解决。

新手容易犯的错, 是在多层板里, 把作为信号回流路径依托的地, 分割成碎片化的形态, 进而致使信号回流路径被切断, 这属于新手避坑范畴。解决办法是, 地平面要尽可能保持完整, 要是必须进行分割操作, 那就得确保, 所有跨越分割区域的信号线, 都处于分割线的同一层, 或者添加缝合地孔来辅助信号回流。

操作途径是, 于Place菜单之中选取Polygon Pour Cutout, 进而描绘出分割的区域, 之后在于地层之上运用Via Stitching功能极为大量地添加地孔,把孔之间的间距设定成信号频率波长的十分之一以下这一数值, 以此确保地平面的连续性。

此方法的局限性体现为, 要是板子空间极为狭小, 或者频率超出5GHz, 那么分割地平面反倒会招致耦合。其替代方案是径直采用完整地平面, 借由布局来拉开模拟与数字区之间的距离, 而不运用分割！