一、需求分析与目标定位

高维数科以客户需求为核心，通过多轮技术沟通明确PCB板卡的核心功能、性能指标及使用场景。需求分解涵盖功能需求（接口类型、信号带宽、功耗限制）、性能指标（时钟速率、信号完整性裕度、EMI限值）、制造约束（板尺寸、层数、材料选型）及成本目标（材料/加工/测试成本）。输出可追踪的需求文档，建立动态变更机制，确保设计始终围绕既定目标展开。

二、系统架构与技术选型

基于需求拆解，构建模块化系统架构，明确主控单元、通信子系统、电源管理等模块的职责边界。技术选型覆盖：

l  信号完整性：高速数字信号（如500MHz+时钟）采用差分对布线，控制阻抗（50Ω单端/100Ω差分）及走线长度一致性；

l  电源完整性：分布式电源设计，通过多级去耦电容与近端电感实现滤波，抑制电源域间干扰；

l  热管理：高功耗区域布局铜箔散热层与热通道，结合热仿真优化散热孔分布；

l  EMI/EMC：采用屏蔽层设计、信号分区走线及去耦电容，降低辐射与传导干扰。

三、设计流程与文档管理

以阶段性里程碑驱动开发，流程包括：

1.         需求评审：确认技术规格、工艺路线及时间计划；

2.         原理图设计：选用稳定供应器件，标注关键参数与替代方案，完成BOM清单及元件数据表；

3.         PCB布局布线：

l   层叠结构：高频场景采用6-8层板，预设参考平面位置；

l   布线规则：高速信号优先短直走线，避免跨层跳线；电源线与信号线分离，减少Via数量；

l   机械约束：3D模型检查干涉，确保板形轮廓、连接器间距符合装配要求；

1.         测试与迭代：初样制造后进行功能、可靠性及EMC测试，根据结果优化设计。

四、关键技术要点

1. 电路原理设计

l  信号完整性：时钟网络采用最短可控路径，差分对严格匹配长度与间距；

l  电源设计：明确每颗器件的电源需求，配置多层次稳压与滤波，支持热插拔与过流保护；

l  模拟信号隔离：独立模拟地设计，关键点设置地线分离与汇合，降低噪声耦合。

2. PCB布局与布线

l  分区布局：按功能模块划分区域，高速信号区靠近主控单元；

l  阻抗控制：通过走线宽度、间距及层厚实现目标阻抗（如50Ω单端）；

l  热设计：高功耗元件靠近散热孔或散热片，铜箔分布优化热导路径。

3. 材料与工艺选择

l  板材：通用场景选用FR4，高频高速场景采用陶瓷或高频板材；

l  表面处理：沉金工艺提升可焊性与抗氧化能力，喷锡工艺降低成本；

l  制造工艺：激光钻孔提高精度，高精度线路制作确保信号传输准确性。

五、生产与质量控制

l  生产流程：开料→钻孔→线路制作→阻焊印刷→表面处理，全程遵循IPC标准；

l  质量管控：

o     电气测试：飞针测试验证连通性，阻抗测试确保信号完整性；

o     可靠性测试：高温高湿、振动测试验证环境适应性；

o     外观检查：AOI设备检测短路、断路及焊盘缺陷。

六、解决方案优势

高维数科通过模块化架构设计、全流程仿真优化及严格的质量管控，为客户提供高可靠性、高性价比的PCB板卡解决方案。支持从需求分析到量产交付的全周期服务，助力客户快速响应市场变化，降低研发风险与成本。