PCB Layout手把手踩坑实录：这些细节99%新手都忽略

亲测Altium Designer 24, 经历过信号线绕弯之状况, 遭遇过地线乱接之情形, 碰到过电源线烧板之状况, 新手依照以下步骤逐一操作之时, 便可轻松躲开此类常见问题。

第一步 规划层叠结构与关键参数设定

工程文件被打开之后, 先别着急去画线。进入到Design, 再进入Layer Stack Manager当中, 要设定至少包含四层板的设置: Top Signal, GND Plane, Power Plane, Bottom Signal。此处最为关键的那么一个参数是核心层间距没错, 我所推荐的数值是0.2mm。道理非常容易理解: 要是间距过小, 那么就会致使阻抗出现不连续的状况, 而且高频信号的反射会相当严重；但要是间距过大, 又会造成对板厚空间的浪费, 进而影响到整个板子的强度。

进行新手防范时, 新手容易出现的差错是直接采用默认层叠方式, 继而当打样返回后发觉信号串扰状况严重, 在报错现象里于示波器上看到波形毛刺数量诸多, 其核心缘由是GND层跟信号层之间的间距过大, 导致耦合欠佳, 快速解决办法为, 在Layer Stack Manager之中将Prepreg厚度更改成0.2mm, 并且要确保GND层紧密贴近高速信号层的下方。

【新手需防】存在一些新手, 为达省钱目的, 采用两层板制作高速信号, 然而在EMI测试中考验径直失败。故障显示的状况是辐射超出了标准值。其根本缘由在于欠缺完整的参考平面。应对的方式: 狠下心选用四层板, 即便板子稍微小一些, 那也是值得的。

第二步 信号走线的实操方案对比

方案A：手动推挤走线

开启Route, 进入Interactive Routing , 使用快捷键P与T。以鼠标左键点击焊盘从而开始走线 , 借助Shift与W调出线宽列表 , 将高速信号线设置为0.25mm。在走线期间按Shift加R切换推挤模式 , 使软件为你自动避开障碍。这适合复杂BGA封装的扇出，灵活性高。

方案B：自动总线布线

挑出一组信号线, 像是数据总线那般的, 点击Route, 接着点击Interactive Bus Routing, 使用快捷键P加上M。设置线宽为0.25mm, 线距为0.25mm, 拽出一根主路径, 软件会自动完成剩下的部分。这适用于像是DDR、USB这些平行总线。

对于新手而言, 该如何在两种方案之间进行取舍? 倘若信号线的数量少于10根, 并且其布局呈现出不规则的状态, 那么此时采用方案A进行手动推挤的话, 会更具可控性。要是面对的是一整排DDR地址线, 那就使用方案B进行自动布线, 之后再做微调, 这样做效率能提高3倍。千万不要在复杂的BGA封装上强行运用方案B, 不然线路会变得杂乱无章, 根本无法调整回来。

第三步 电源与地线的完整落地操作

到Design这个选项进入后, 接着找到Rules这个设置项, 于Power Plane Connect Style栏中进行设定, 要设定为Relief Connect, 将热焊盘的连线宽度设置成那种0.5mm的情况, 把空隙设定为0.3mm这么一种表现, 如此这般。接着, 用手按住Shift持续选中VCC网络之处, 再将鼠标右键点击Properties, 把线宽严格设定为1.5mm这么一个数值。对于GND网络而言, 直接进行铺铜的操作步骤为: 先点击Place, 然后点击Polygon Pour, 进行选择网络GND这一动作, 把铜皮间距设定为0.2mm。

【新手需防】频繁报错: 打完样返回来电源引脚焊得虚虚的, 以手轻按便开机, 手一松就关机。报错情形是电源BGA焊盘径直连接到大片铜皮, 散热过于迅速, 锡膏不能够圆满融化。关键缘由是热焊盘未开启。一种步骤连贯的解决过程, 先返回到Power Plane Connect Style , 将原先初始设定的Direct Connect替换成Relief Connect , 再度进行铺就铜片的操作, 在投入制作板子之前需借助Tools , 运用Design Rule Check运行一次, 着重查看Un-Routed Net以及Clearance这两项, 务必保证为0差误随后发送相关文件。

本方法的不适用场景

要是碰到RF射频这块, 像蓝牙天线或者WiFi射频前端这种情况, 运用上面那些手动推挤以及热焊盘设计反倒会对事情产生不利影响。射频这个部分对于阻抗的控制要求十分严格, 铜皮之间的间距必须精确计算在0.1mm以内, 热焊盘会把寄生电感带入进来。那替代的方案是, 射频的部分单独采用CPW共面波导的结构去走线, 电源运用Ferrite Bead进行隔离, 板厂被指定要使用0.5oz的铜厚。对于新手做射频板来讲, 建议直接去采用厂家所提供的Gerber参考设计, 别自己从最开始就去画。