高频高速板PCB拼板设计优化
来源:捷配
时间: 2026/01/14 09:38:53
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随着 5G、物联网、高速通信等技术的发展,高频高速 PCB 的应用越来越广泛。这类 PCB 对信号完整性的要求极高,拼板设计时不仅要考虑生产效率,还要避免因拼板结构不合理导致的信号干扰、阻抗不匹配等问题。今天就针对高频高速 PCB 的拼板设计,解答大家最关心的几个问题。

问 1:高频高速 PCB 拼板设计与普通 PCB 有什么本质区别?核心难点在哪里?
高频高速 PCB 拼板设计与普通 PCB 的本质区别在于对信号完整性的保护。普通 PCB 拼板的核心目标是生产和组装的便利性,而高频高速 PCB 拼板需要在满足生产需求的同时,确保拼板结构不会影响信号的传输质量。
高频高速 PCB 拼板设计与普通 PCB 的本质区别在于对信号完整性的保护。普通 PCB 拼板的核心目标是生产和组装的便利性,而高频高速 PCB 拼板需要在满足生产需求的同时,确保拼板结构不会影响信号的传输质量。
核心难点主要有三个:一是拼板连接方式对阻抗的影响,高频高速 PCB 的阻抗控制精度要求极高(通常为 ±5%),而 V-CUT、邮票孔等连接方式会破坏板件的边缘结构,导致阻抗突变;二是工艺边的设计对信号屏蔽的影响,高频高速 PCB 需要良好的接地和屏蔽,工艺边的预留可能会破坏接地层的连续性;三是拼板后的板件变形对信号传输的影响,高频高速 PCB 的板材通常为罗杰斯、聚四氟乙烯等特殊材料,这类材料的热膨胀系数与普通 FR-4 不同,拼板加工过程中更容易出现变形,进而影响信号的时延和相位。
问 2:高频高速 PCB 拼板时,如何选择合适的连接方式?
高频高速 PCB 拼板的连接方式选择,要以最小化对阻抗和信号完整性的影响为原则,优先选择对板件结构破坏小的方式,具体可以分为以下两种情况:
高频高速 PCB 拼板的连接方式选择,要以最小化对阻抗和信号完整性的影响为原则,优先选择对板件结构破坏小的方式,具体可以分为以下两种情况:
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对于阻抗控制要求极高的 PCB(如 5G 基站板、射频板):优先选择微连接 + 铣刀分板的方式。微连接是指将拼板之间的连接条设计得非常窄(宽度通常为 0.5-1mm),且连接条的位置避开信号传输路径和阻抗控制区域。铣刀分板时,要采用高精度的数控铣刀,确保分板后的边缘光滑,不会产生毛刺和缺口。这种方式虽然成本较高,但能最大程度保证阻抗的连续性,避免信号反射。
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对于阻抗控制要求中等的 PCB(如高速数据传输板):可以选择邮票孔连接,但要对邮票孔的设计进行优化。邮票孔的孔径要小(通常为 0.3-0.5mm),孔间距要均匀,且孔位要远离信号走线区域。同时,在邮票孔周围要增加接地过孔,增强屏蔽效果,减少信号辐射。需要注意的是,高频高速 PCB不建议使用 V-CUT 连接,因为 V-CUT 会在板件边缘形成 V 型缺口,破坏接地层和介质层的连续性,导致阻抗突变。
问 3:高频高速 PCB 拼板的工艺边设计有哪些特殊要求?
高频高速 PCB 的工艺边设计,除了要满足普通 PCB 的装夹需求外,还要重点考虑接地连续性和信号屏蔽,具体要求如下:
高频高速 PCB 的工艺边设计,除了要满足普通 PCB 的装夹需求外,还要重点考虑接地连续性和信号屏蔽,具体要求如下:
一是工艺边要与接地层相连。高频高速 PCB 的接地层是信号屏蔽的关键,工艺边设计时要将其与板件的接地层导通,形成完整的接地平面。可以在工艺边和板件主体之间设计多个接地过孔,过孔间距不宜超过 5mm,确保接地的连续性。这样可以避免工艺边成为 “天线”,减少信号辐射和干扰。
二是工艺边宽度要适配屏蔽需求。对于射频类高频 PCB,工艺边宽度建议不小于 8mm,比普通 PCB 的工艺边更宽。更宽的工艺边可以预留更多的空间用于安装屏蔽罩,同时增强板件的刚性,减少加工过程中的变形。
三是工艺边内禁止布设任何信号走线。高频高速 PCB 的信号走线对电磁干扰非常敏感,工艺边内如果布设信号走线,容易受到外界干扰,同时也会向外辐射信号。因此,工艺边内只能设计接地过孔和定位孔,不能有任何电路和元器件。
问 4:如何通过拼板设计减少高频高速 PCB 的电磁干扰(EMI)?
电磁干扰是高频高速 PCB 的一大痛点,拼板设计时可以通过以下三个措施来减少 EMI:
电磁干扰是高频高速 PCB 的一大痛点,拼板设计时可以通过以下三个措施来减少 EMI:
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拼板方向要与信号传输方向一致。高频高速 PCB 的信号走线通常有固定的方向(如从左到右、从上到下),拼板时要让单块 PCB 的信号传输方向保持一致,避免信号走线交叉。这样可以减少不同板件之间的信号耦合,降低 EMI。
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在拼板之间增加隔离带。隔离带是指在拼板之间预留的、不连接任何板件的区域,宽度建议为 3-5mm。隔离带内可以设计接地过孔阵列,形成接地隔离墙,阻断信号在板件之间的辐射传播。这种方式特别适用于多块高频 PCB 拼板的情况。
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优化定位孔的位置和数量。定位孔不仅要用于定位,还可以起到接地和屏蔽的作用。在高频高速 PCB 拼板设计中,定位孔要尽量靠近板件的边缘,且孔位要与接地层相连。同时,适当增加定位孔的数量,可以增强板件的接地效果,减少 EMI。
问 5:高频高速 PCB 拼板后的测试和分板有哪些注意事项?
高频高速 PCB 拼板后的测试和分板,直接影响最终产品的性能,需要注意以下两点:
高频高速 PCB 拼板后的测试和分板,直接影响最终产品的性能,需要注意以下两点:
一是测试要在拼板状态下进行。高频高速 PCB 的信号完整性测试,需要在拼板状态下完成,因为分板后的板件可能会因应力变形导致阻抗变化。测试时要重点检测阻抗连续性、信号时延、插入损耗等参数,确保满足设计要求。
二是分板时要采用无应力分板方式。高频高速 PCB 的板材脆性较大,传统的手工分板方式容易导致板件产生应力裂纹,影响信号传输。建议采用激光分板机或数控铣刀分板机,分板过程中要控制好加工速度和压力,避免产生应力损伤。分板完成后,要对板件边缘进行打磨处理,去除毛刺和缺口,确保阻抗的连续性。
高频高速 PCB 的拼板设计,是兼顾生产效率和信号完整性的平衡艺术。只有充分考虑高频高速电路的特殊需求,才能设计出既满足生产要求,又能保障产品性能的拼板方案。

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