合道篇--（2）-高速PCB评审关键点

前言

评审活动是硬件工程师在企业中必不可缺的一项工作内容，评审能力更是技术能力的体现。

本博文主要针对在高速多层PCB设计中，对设计质量进行评审的评审关键点，确保板卡的SI、PI和EMC等问题，旨在设计出高质量的PCB板卡。文章仅仅列出评审点，更重要的是理解每个评审点背后的知识才能真正的学会如何去评审，并且每张板卡，每个企业都有不同的设计要求及设计规范，需要灵活运用本文内容。文中某些术语不同企业之间可能存在差异，理解其含义即可。

注：个人水平能力有限，文中出错点，请各位大佬批评指正！

一、阻抗及信号问题

1、叠层问题

a、规则约束中的线宽是否与阻抗控制计算值保持一致；

b、同层单端、差分信号是否做线宽区分；

2、拓扑问题

a、信号是否按照正确的拓扑进行布线（如点对点，星型，菊花链，Fly-by等）；

b、电源反馈信号布线（远端或近端）是否正确；

3、阻抗连续性

a、重要信号线是否跨参考平面，特别注意穿过孔时引起的沟槽（如时钟，高速信号，模拟小信号等）；

b、同网络在同层走线带宽、差分间距是否发生变化；

c、走线宽度是否与约束规则有出入；

d、高速连接器pin脚需要挖反焊盘，反焊盘尺寸根据SI仿真报告给出；

e、DDR走线参考按照芯片datasheet要求做参考设计；

f、高速走线优先选择地平面做参考；

4、干扰问题

a、时钟、复位、高速走线需要与其它信号至少保持3W间距，保证参考平面完整及一致；

b、敏感信号走线尽量做包地处理，特别是电感、变压器以及板边附件走线；

c、避免长距离平行走线（包括同层和相邻层），如果无法避免则需要拉大间距（同层满足3H或3W，相邻层至少16mil）；

d、避免信号线参考高压电源平面（如12V、5V平面），网络间距建议在20mil以上；

e、时钟芯片、晶振以及电感正下方相邻层铺GND铜；

f、2倍及以上压差电源不要重叠走线；

g、电源与信号线之间的间距根据相邻电压的压差决定，低于5V，间距为12mil，大于5V低于12V，间距建议为20mil，大于12V，间距为40mil；

5、等长绕线（时序问题）

a、连接器、芯片是否添加Pin Delay；

b、绕线需要采用3w间距来进行；

c、差分线等长一般设置为5mil，10G及以上高速信号等长设置为2mil；

d、对于有串阻、串容的网络，需要设置Xnet；

e、差分信号等长遵循就近补偿原则，不要在连接器区域内绕差分对等长；

二、电源及敷铜问题

1、过流问题

a、铜皮宽度、过孔数量是否能满足过流和压降需要；

b、BGA扇出处电源及地网络需要进行加粗至15mil；

c、电源、地网络走线宽度加粗（至少15mil，BGA可特殊处理），降低寄生电感；

d、过流较大的电源输出采用via36d20的过孔；

2、电源分割合理性

a、同层电源分割距离过近，一般保持15-20mil的爬电距离，高压差需要加大隔离；

b、电源分割是否是走线跨分割，导致阻抗不连续；

c、电源分割注意单点接地；

d、2倍及以上压差电源不要重叠；

3、电源布局布线合理性

a、压差较大的两个电源平面不能直接重叠（如12V与3.3V，5V与3.3V）；

b、电源需要先经过滤波电容再进行输出至目标管脚；

c、电源反馈网络需要特殊处理（采样点的选择、包地处理等）；

d、电源的输入输出尽量远离，避免出现环状回路；

e、12V及以上电源相邻层需要是GND；

f、电源层相对于参考GND层内缩（20mil）；

g、内层电源平面不要和电感pin周围的过孔连接，接滤波电容处的过孔即可；

4、敷铜优化

a、敷铜要求采用静态铜皮；

b、敷铜避免出现畸形天线，造成天线效应；

c、是否有多余的孤立铜皮出现；

d、相同网络的铺铜重叠时必须MERGE在一起；

e、与大面积铜相连的器件是否采用十字连接（保证过流除外）；

三、EMI/EMC问题

1、EMC问题

a、端口部分以太、灯线、灯电源加粗走线且走内层；

b、GND与PGND的分隔保持在80mil以上（空间允许建议200mil）；

c、连接PGND的过孔需要采用via30d20的孔；

d、PGND与其它网络避让距离保持40mil以上；

e、灯线、灯电源不参考PGND；

f、放电管的PGND管脚建议以最短的敷铜与螺钉孔相连，且放电路径的走线（敷铜）尽量宽；

g、RJ45接口下方的金属区禁止走线及打孔；

h、PCB板内布线、敷铜也应该远离静电条，保持安全距离；

2、EMI问题

a、表层时钟走线进行包地处理并添加适当地孔；

b、时钟信号应尽量布置在PDB内层，通过地平面进行隔离；

c、PCB板边添加一圈地孔，形成地笼隔离干扰；

d、电源平面敷铜相对于地层进行内缩处理（100-200mil）；

e、检查走线、敷铜形成的stub或者环形走线；

f、晶体和晶振进行包地处理，下方尽量不要穿线；

g、网络变压器初级只能参考GND，次级不参考或者参考PGND；

四、工艺问题

1、丝印问题

a、位号是否连续，判断是否进行重命名和反标；

b、丝印重叠、错位；

c、丝印上器件焊盘、slodet开窗；

d、无丝印、漏放、漏调（在器件中心）；

e、丝印大小、方向是否一致（管脚号、器件位号、PCB名字应渐大）；

f、丝印上了0.5mm的过孔；

g、丝印被器件实体挡住（焊接、安装器件后）；

h、丝印标注不清、不能明确表示器件的实际位置；

i、插座、板内LED、调试RJ45等是否添加丝印标注；

j、丝印位号放置在PCB板框外面；

k、添加的丝印指示框、编号是否在正确的类（有出现过添加在了solder层的错误），添加丝印正确性（有出现过电源丝印添加错误的情况，.3.3V写成了3.7V）；

l、器件的位号表示不规范（如晶体CRY*，磁珠L*）；

m、PCB上版本号与文件名是否对应（改版特别注意）；

n、SN、条码尽量靠近顶层接口处放置，SN上不要放置其余丝印，放置被遮挡；

2、焊接及组装问题

a、检查sloder to line的间距，要求大于2mil；

b、BGA下的测试点要关闭阻焊开窗，避免影响芯片焊接；

c、金属壳体器件表层不能走线，防止出现短路（例如RJ45）；

d、过孔上焊盘，影响贴片器件焊接（设计过程中需要打开same net DRC）;

e、0402及以下封装，两个焊盘铺铜周长差异不超过50%；

f、走线宽度不要大于焊盘；

3、PCB加工问题

a、最小线宽、线距不能低于4mil，主要是量产后对加工厂的选择面较窄；

b、制图软件单位设置为mil；

c、印制板技术要求中信息确认（编号、尺寸、板材及旋转角度、表面处理工艺、叠层、阻抗控制、压接信息、背钻信息等）；

d、出光绘前刷新钻孔表；

4、光绘问题

a、检查光绘文件的格式是否为274X；

b、检查光绘的精度要求是不是5.5；

c、检查光绘文件是否齐全，分类打包是否正确（CAM文件包含：art_param、nc_param、nc_tools_auto、正片层、负片层、DRILLDRAM、丝印层、阻焊层、钻孔、IPC；ASM文件包含：ADT、ADB、art_param，SMD文件包含：PASTTOP、PASTBOT、art_param、钻孔文件）；

d、检查内层正片是否进行焊盘内缩；

e、检查网络是否有开路、短路、天线；

f、检查丝印上是否阻焊开窗；

g、检查导体层（正负片）最小间隙大于4mil；

h、检查最小线宽是否都大于4mil；

i、检查阻焊桥宽度是否都大于3mil；

j、检查钻孔间距是否都大于12mil，是否有重孔；

k、检查异形孔、背钻孔是否生成单独的钻孔文件；

l、检查钻孔文件与孔是否对应，防止漏钻；

五、高速信号

1、AC耦合电容/O欧姆电阻设计

a、10Gbps及以上高速信号AC耦合电容或0欧姆电阻必须做隔层参考，参考层必须是GDN；

2、信号换层过孔设计要求

a、换层过孔使用via16d8或者via18d10；

b、10Gbps及以上高速信号换层过孔旁边需要放置回流孔，信号孔和回流孔中心间距要小于1mm；

c、不同差分信号换层孔之间间距要求大于2mm；

d、严格按照stub<=300/速率控制（例如：10Gbps信号，300/10=30mil，10G的stub必须小于30mil，如果是25G，则stub<=12mil），当stub超过前述标准，则使用背钻；

3、串扰

a、10Gbps高速信号之间间距要求>=3W或3H；

b、25Gbps及以上高速信号之间间距要求>=5H；

c、RX和TX要求不通层，各走一层。如果特殊情况必须同层，TX与RX间距要求>=20H；

d、DDRx的BGA出线>=1W，BGA区域外>=3W；

4、参考层

a、10G及以上高速信号走线与相邻层（参考层）铺铜边界水平距离要大于3H。如果是BGA出现区域，要求大于5mil。严禁高速信号进入反焊盘区域；

b、高速信号线不能跨越参考平面沟槽布线；

5、走线

a、PCB层数小于等于12层，走线宽度>=4mil。层数>=14层，走线宽度>=3.5mil；

b、 阻抗偏差：外层+-10%，内层+-8%；

c、10G及以上高速信号走线，使用圆弧走线；

d、差分线速率大于10G建议在P/N不等长处附近600mil内绕线调整，绕线与绕线之间的间距应大于3倍线宽；

e、10G及以上高速信号不允许在相邻层平行走线；

f、高速信号不用做包地；

g、高速信号组内等长绕线，不要周期性绕线，最好绕大圈；

h、25G及以上高速信号禁止走表层，另外，BGA出线到AC耦合电容，要求小于1000mil；

i、检查10G及以上信号的换层过孔反焊盘和耦合电容、连接器的PIN脚是否正确做挖空处理；

j、检查差分信号伴随地过孔是否缺失，网络名是否为地；

6、高速连接器

a、走线层选择，走线走在鱼眼之下；

b、高速连接器越靠里面得PTH盘，用越下面的层去走线（高速连接器外圈PTH盘背钻被钻掉后，里面出线鱼外面PTH盘之间就没有串扰）；

c、25G及以上高速连接器PTH盘周边要做shadow via，参考器件的设计指南或者SI仿真报告；

d、PTH严格按照stub<=300/速率控制，需要保证鱼眼的最小压接深度；

7、BGA出线

a、BGA焊盘靠中心位置，用更深得层出线（BGA外圈焊盘出线的过孔背钻被钻掉后，BGA中心焊盘出线经过外圈信号孔无串扰）；

b、25G及以上高速信号BGA焊盘做隔层参考，反焊盘与BGA焊盘大小一样；

六、其它问题

1、散热问题

a、散热焊盘上需要打孔并在底层进行敷铜阻焊开窗处理，打孔使用10mil或者12mil孔径；

b、内层也可以敷设地铜与散热孔连接，增强PCB散热能力；

c、90*90mm散热器需要添加鳍片方向指示丝印，指导散热器装配；

2、结构相关

a、检查PCB的out line与DXF边框是否重合；

b、结构定位器件位置是否与DXF文件一致，如连接器、安装孔、散热器、导向柱；

c、结构上的禁布区、限高区是否添加，并严格执行；

d、确定PCB厚度是否与结构要求一致；

e、PCB中的DXF只保留一个，且DXF后缀命名是否符合规范；

f、结构上要求亮铜区域是否做了sloder开窗；

g、检查螺钉孔直径是否与《结构交互文档》一致；

h、检查背板喇叭孔设计是否与《结构交互文档一致》；