在物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的設(shè)計(jì)中，低功耗性能直接影響產(chǎn)品的續(xù)航能力和用戶體驗(yàn)。作為核心硬件，PCBA的電源管理模塊設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵，尤其是電源管理芯片（PMIC）的布局與布線直接影響系統(tǒng)能效。深圳PCBA加工廠-1943科技從PCBA加工和SMT貼片工藝的角度，探討如何通過(guò)優(yōu)化PMIC布局與布線實(shí)現(xiàn)低功耗目標(biāo)。

1. PMIC布局優(yōu)化原則

在PCBA設(shè)計(jì)階段，PMIC的布局需遵循以下原則：

• 縮短高電流路徑：PMIC的輸入/輸出端應(yīng)盡可能靠近電源如電池和負(fù)載電路，減少走線電阻和寄生電感，降低功率損耗。例如，在SMT貼片環(huán)節(jié)，需確保PMIC與濾波電容、電感等器件的距離控制在5mm以?xún)?nèi)。

• 分區(qū)布局與熱管理：將PMIC布置在PCBA散熱較好的區(qū)域如遠(yuǎn)離發(fā)熱元件，并通過(guò)銅箔或散熱過(guò)孔提升熱傳導(dǎo)效率。SMT貼片時(shí)，需注意焊盤(pán)與散熱層的連接可靠性，避免虛焊導(dǎo)致溫升異常。

• 避免敏感信號(hào)干擾：PMIC的反饋信號(hào)線需遠(yuǎn)離高頻信號(hào)線如RF模塊，必要時(shí)采用屏蔽層或地平面隔離，減少噪聲對(duì)電源穩(wěn)定性的影響。

2. 布線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技巧

合理的布線設(shè)計(jì)可顯著降低動(dòng)態(tài)功耗和靜態(tài)漏電流：

• 電源層與地平面設(shè)計(jì)：采用多層板時(shí)，為PMIC分配獨(dú)立的電源層和地平面，降低阻抗并增強(qiáng)抗干擾能力。在SMT貼片加工中，需確保電源層與PMIC焊盤(pán)的連接完整性，避免因阻焊層開(kāi)窗不良導(dǎo)致接觸問(wèn)題。

• 優(yōu)化電源環(huán)路面積：縮小PMIC輸入/輸出端的電流環(huán)路面積，例如采用星型拓?fù)洳季€，減少電磁輻射和耦合噪聲。對(duì)于高頻開(kāi)關(guān)電源，需通過(guò)仿真工具驗(yàn)證環(huán)路穩(wěn)定性。

• 去耦電容的合理配置：在PMIC的電源引腳附近放置多層陶瓷電容（MLCC），優(yōu)先選擇0402或0603封裝，以適配SMT貼片機(jī)的精度要求。同時(shí)，高頻去耦電容（如0.1μF）需直接連接至芯片引腳，而非通過(guò)過(guò)孔引接。

3. 與SMT貼片工藝的協(xié)同設(shè)計(jì)

PCBA加工中的SMT貼片工藝直接影響PMIC的焊接質(zhì)量和電氣性能：

• 焊盤(pán)設(shè)計(jì)與鋼網(wǎng)開(kāi)口：PMIC的QFN或BGA封裝焊盤(pán)需嚴(yán)格按照IPC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，避免焊錫不足或橋接。鋼網(wǎng)開(kāi)口比例建議為1:0.8，確保錫膏量既能滿足焊接強(qiáng)度，又不會(huì)溢出。

• 元件間距與組裝密度：在布局時(shí)需預(yù)留足夠的返修空間，避免PMIC周?chē)母呙芏仍绊慡MT貼片機(jī)的貼裝精度。例如，PMIC與相鄰元件的間距建議大于1.5mm。

• 工藝驗(yàn)證與測(cè)試：在PCBA加工完成后，需通過(guò)紅外熱成像儀檢測(cè)PMIC的工作溫度，并通過(guò)電源完整性測(cè)試（如紋波、瞬態(tài)響應(yīng)）驗(yàn)證低功耗設(shè)計(jì)的有效性。

4. 低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端的實(shí)現(xiàn)

某智能傳感器廠商在設(shè)計(jì)NB-IoT終端時(shí)，通過(guò)優(yōu)化PMIC布局與布線，將整機(jī)待機(jī)功耗從12μA降至6μA。其關(guān)鍵措施包括：

• 采用4層板設(shè)計(jì)，為PMIC分配獨(dú)立電源層；

• 在SMT貼片環(huán)節(jié)使用高精度錫膏印刷機(jī)，確保去耦電容的焊接可靠性；

• 通過(guò)DFM（可制造性設(shè)計(jì)）工具檢查PMIC區(qū)域的散熱過(guò)孔與焊盤(pán)間距，避免加工缺陷。

結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)終端PCBA的低功耗設(shè)計(jì)需要從電路設(shè)計(jì)、布局布線與制造工藝多維度協(xié)同。通過(guò)優(yōu)化PMIC的布局、降低布線阻抗，并結(jié)合SMT貼片工藝的精細(xì)化控制，可顯著提升電源管理效率，延長(zhǎng)設(shè)備續(xù)航能力。隨著PCBA加工技術(shù)的進(jìn)步（如高密度互聯(lián)HDI板），電源管理模塊的設(shè)計(jì)將向更高集成度與更低功耗方向持續(xù)演進(jìn)。

因設(shè)備、物料、生產(chǎn)工藝等不同因素，內(nèi)容僅供參考。了解更多smt貼片加工知識(shí)，歡迎訪問(wèn)深圳PCBA加工廠-1943科技。