隨著5G、Wi-Fi6等高頻應用越來越普及,“高頻PCB布線技巧”已成為工程師和設計師最常搜索的關鍵詞之一。今天,我們結合實際項目經驗,為大家分享幾條實用又易上手的高頻PCB布線要點,幫助不同背景、不同需求的讀者快速掌握關鍵技術。
1. 采用多層板,內層做地平面或電源平面
高頻電路集成度高、布線密度大,單面或雙面板往往難以兼顧走線與抗干擾。推薦使用至少四層板:
- 外層做信號走線,中間層一做整面地平面,另一層可做電源或局部屏蔽;
- 地平面能提供就近回流路徑,顯著降低寄生電感及輻射噪聲;
- 資料顯示,同種材料四層板比雙面板噪聲低約20 dB,有助于保證信號完整性。
2. 直線優先,折線用45°或圓弧過渡
在高頻段,走線角度越平滑,電流分布越均勻,輻射干擾也越小。具體做法:
- 主信號線盡量全直線布線,若需轉折,可用45°折線或小半徑圓??;
- 避免90°尖角和“之”字折線,減少局部反射與電磁輻射;
- 這一做法在低頻電路中多為增強銅箔粘著度,而在高頻設計中則可實打實地降低信號對外發射和相互耦合。
3. 縮短走線長度,靠近器件布局
高頻信號的輻射強度與線長呈正相關,越長越容易耦合到周圍導體,帶來串擾和信號失真。
- 高頻信號(如晶振、DDR、LVDS、USB、HDMI 等)應盡量靠近器件引腳布局;
- 同時合理規劃元器件位置,避免交叉走線和繞行;
- 實踐中,信號線每增加1 mm長度,就可能增加數dB的輻射損耗和串擾風險。
4. 優化過孔(Via)使用,減少層間跳轉
每個過孔會帶來約0.5 pF 的分布電容,過多Via不僅降低帶寬,還會增加串擾和時延。
- 高頻走線盡量避免跨層,必要時可合并多條信號通過同一過孔陣列;
- 對于雙面走線,可在背面鋪設地網,并在信號線轉換口使用盲埋孔或盲埋埋孔技術;
- 實踐證明,減少50% Via 數量,可提升系統信號質量10% 以上。
5. 保證回流路徑最短,減小環路面積
信號回流路徑與走線越“緊貼”,形成的環路面積就越小,寄生電感也越低。
- 高頻信號應盡量貼近地平面分層走線,避免跨層回流;
- 若在同層出現平行線,可在其下方或相鄰層布置連續地銅箔,以引導回流;
- 減小環路面積,有助于降低EMI 干擾和保持信號完整性。
6. 控制線間距,抑制串擾
平行走線過近非常容易引發串擾,尤其在差分對或時鐘線密集區。
- 若無法避免并行,可保持最小推薦距離(一般為3~5 H,H為板厚);
- 或者在并行區域下面插入地走線或地平面分支,以減弱耦合;
- 相鄰兩層走線方向應垂直布置,進一步降低串擾風險。
以上六大要點,覆蓋了多層板應用、直線與圓弧折線、過孔與回流路徑優化、串擾抑制等常見需求。
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