如何通过走线设计减少相邻信号的干扰？

【提问】：在高密度 PCB 设计中，走线串扰是常见问题，哪些因素会影响串扰强度？如何通过走线设计有效抑制串扰？捷配在高密度 PCB 生产中有哪些针对性的工艺措施？

 

【解答】：PCB 走线的串扰是指相邻走线之间通过电磁耦合产生的信号干扰，分为容性串扰（电场耦合）和感性串扰（磁场耦合）两种。串扰强度主要受以下因素影响：一是走线间距，间距越小，电磁耦合越强，串扰越严重；二是平行走线长度，平行长度越长，串扰能量积累越多，干扰越明显；三是走线层，表层走线的串扰比内层走线更严重，因为内层走线有参考平面的屏蔽作用；四是信号速率，高速信号的上升沿和下降沿更陡峭，电磁辐射更强，串扰问题更突出。

 

 

    通过合理的走线设计，可有效抑制串扰，具体措施有以下几点：第一，增大走线间距，遵循 “3W 原则”（相邻走线的间距不小于走线宽度的 3 倍），这是抑制串扰的最基本方法。3W 原则可将串扰强度控制在 - 40dB 以下，满足大部分中低速信号的需求。第二，缩短平行走线长度，若无法避免平行走线，应尽量缩短平行段的长度，必要时可在平行段之间插入接地过孔，切断电磁耦合路径。第三，设置参考平面，在走线层下方设置完整的接地平面或电源平面，可有效吸收走线产生的电磁辐射，减少串扰。同时，参考平面还能降低走线的特征阻抗，提高信号完整性。第四，差分走线设计，对于高速差分信号（如 USB、以太网），采用差分走线可抑制共模干扰，同时减少差模信号的串扰。差分走线要求等长、等宽、等间距，确保两根走线的电磁耦合相互抵消。第五，信号分类布线，将数字信号和模拟信号、高频信号和低频信号分开布线，避免不同类型的信号互相干扰。例如，模拟信号走线应远离数字信号走线，高频信号走线应尽量短且直。

 

    捷配在高密度 PCB 生产中，针对串扰问题采取了多项针对性工艺措施。首先，在板材选择上，提供低介电常数、低损耗的高频板材（如罗杰斯、泰康利），减少信号的电磁辐射；其次，在布线工艺上，采用高精度的 LDI 技术，保证走线间距和平行长度的加工精度，避免因工艺偏差导致串扰加剧；最后，在设计支持上，捷配的技术团队可提供串扰仿真服务，通过专业软件模拟不同走线布局下的串扰强度，为客户提供优化建议。对于手机主板、服务器主板等高密度 PCB 产品，捷配还可提供 HDI（高密度互连）工艺，通过微孔、埋孔等技术减少走线的交叉和平行，进一步降低串扰风险。