前言
原理图设计仅是电路可靠性的基础，布线质量才是决定系统稳定性的关键。正如顶级食材需精准火候，优秀原理图若未配合科学布线，仍将导致电路失效。本文基于工程实践痛点，提炼出布线环节中需重点检查的 8类核心项目 ，其逻辑与常见规范存在显著差异，资深工程师将能体会其中深意。
一、信号分类与路径规划（基础前提）
必须对所有信号按类型分类并建立布线清单：
- 干扰源信号
- 特征：高di/dt或du/dt信号
- 包含：晶振、时钟(CLK)、DCDC电源模块、无线通信(WiFi/Bluetooth)、PWM控制信号等
- 敏感信号
- 特征：易受干扰影响
- 包含：复位(Reset)、使能(EN)、模拟量(Analog)、数据线(Data)、片选(CS)、控制线(Ctrl)等
- 机箱级走线
- 进出机箱的电源线/信号线路径规划
- 板间互连
- 内部板卡间的互连信号与电源布线
注：未完成分类的布线如同无导航的航行
二、干扰路径隔离（电磁兼容核心）
针对分类信号执行专项检查：
- 进出机箱线缆
- 远离敏感信号走线及过孔（防外部干扰导入）
- 远离内部干扰源走线（防内部噪声辐射）
- 无法规避时：采用接PE/机壳的屏蔽层或信号地隔离
- 板内信号隔离
- 敏感信号与干扰源保持安全间距
- 无法规避时：插入地线作为隔离屏障
三、接地拓扑审查（高频电路命脉）
严禁以下接地方式：
- ❌ 不同类型地（数字地/模拟地等）通过单点串联接电源
- ❌ 高频回路采用链式串联接地
提示：此错误将导致共模干扰加剧，属高频电路重大设计缺陷
四、跨区走线规范（噪声阻断）
不同电路分区（如数字/模拟区）的互连规则：
- 优选方案：信号线沿隔离地桥布线（参见图1）
- 替代方案：跨隔离槽布线时，需在跨槽处并联1nF电容提供高频回流路径
图1：隔离地桥布线结构
五、环路面积控制（EMI抑制关键）
两级环路检查：
- 板级检查：电源布线环路面积最小化
- 系统级检查：机箱内线缆环路优化
环路面积与电磁干扰强度正相关，此项目直接影响产品EMC认证
六、精密信号布线（保证信号完整性）
高精度信号（如差分对）的特殊处理：
- 等长：V+与V-路径长度误差≤5mil
- 等规格：线宽/层叠结构一致
- 对称：避免非对称过孔，必要时镜像布局
- 环境：两侧平行走线，远离di/dt干扰源
七、晶振防护工艺（时钟源可靠性）
三要素核查（参见图2）：
- 包围结构：振荡电路被地线环形包裹
- 底层铺铜：正下方为完整接地铜层
- 外壳接地：
- 晶振周边设置接地过孔阵列
- 过孔取消阻焊层
- 工艺要求：点焊锡膏连通外壳与过孔
图2：晶振接地防护方案
八、在线波形验证（终极保障）
敏感信号必做白盒测试：
- 实测信号波形（含纹波/毛刺）
- 确认峰值扰动幅度低于器件输入容限
- 余量值需通过专项评审确认
提示：器件手册标称容限需预留30%以上安全裕量
结语
布线质量决定了电子系统的隐形可靠性。本文所述的8项检查聚焦于噪声耦合路径、接地策略及信号完整性三大维度，其技术逻辑源于电磁场理论与故障案例分析。建议将本清单纳入设计评审流程，资深工程师可结合具体场景扩展检查细则。唯有将布线提升到与原理图设计同等重要的地位，方能实现产品从“功能实现”到“工业级可靠”的跨越。