RJ45网口的PCB设计：考虑可制造性因素与最佳实践

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RJ45是布线系统中信息插座（即通信引出端）连接器的一种，连接器由插头（接头、水晶头）和插座（模块）组成，插头有8个凹槽和8个触点。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“注册的插座”。在FCC（美国联邦通信委员会标准和规章）中RJ是描述公用电信网络的接口，计算机网络的RJ45是标准8位模块化接口的俗称。

01 RJ45网口

接口介绍

RJ45是一种常见的网络接口，它由插头和插座两部分组成。这种接口可以实现导线的电气连续性，使两个设备之间能够进行稳定的网络连接。

RJ45插座的核心是模块化插孔，它采用镀金的导线或插座孔，可以维持稳定的电器连接。当模块化的插头插入插座时，插头和插座之间的摩擦作用进一步加强了电接触的稳定性。插孔主体设计采用整体锁定机制，使得当模块化插头插入时，插头和插孔的界面外可产生最大的拉拔强度。

在RJ45模块上，接线模块通过“U”形接线槽来连接双绞线。这种锁定弹片可以在面板等信息出口装置上固定RJ45模块，使其更加方便地进行网络连接。

02 RJ45网口

的引脚定义

以太网接口分类及管脚定义如下：

1、10BASE5 接口定义：T型接头的1、2、3、6管脚用于连接接收和发送信号，4、5、7、8管脚则接地。

2、10BASE2 接口定义：用于连接粗同轴电缆，BNC接头1、2、3、6管脚用于连接接收和发送信号，4、5、7、8管脚接地。

3、10BASE-T 接口定义：用于连接双绞线，8芯线顺序为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕，其中1、2、3、6管脚用于连接接收和发送信号，4、5、7、8管脚接地。

4、100BASE-TX 接口定义：用于连接双绞线，8芯线顺序为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕，其中1、2、3、6管脚用于连接接收和发送信号，4、5、7、8管脚接地。

5、100BASE-FX 接口定义：一个光纤接口，SC或ST型接头1、2、3、6管脚用于连接接收和发送信号，4、5、7、8管脚接地。

03 RJ45网口

的PCB设计

在设计布局布线前需要了解以太网转换芯片和其相关组件的连接方式。以太网转换芯片是一种将数据转换为以太网信号的芯片，通过它可以将数据发送到网络中，也可以将数据从网络中接收过来。在设计中，需要考虑以下几个方面：

一、布局：

1、以太网转换芯片和变压器之间的距离应尽可能短，一般不超过5英寸。

2、如果RJ45自带变压器，则以太网转换芯片应靠近RJ45放置。

3、交流端接电阻放置：按照芯片资料的布局要求进行，一般情况下靠近以太网转换芯片放置。

二、布线：

1、TX+、TX-和RX+、RX-尽量走表层，这两组差分对之间的间距至少4w以上。对内的等长约束为5mil，两组差分对之间不用等长。

2、LED信号(#9~#12管脚）要加粗到10mil以上。

3、#4~#5管脚也要加粗到10~20mil。

三、RJ45接口的处理：

1、RJ45接口区域内挖空处理。

2、外壳地与DGND之间的桥接电容要靠近外壳地管脚放置，且走线要加粗处理。

3、外壳地与GND之间的距离最少2mm以上。

四、变压器的处理：

1、变压器下面所有层都需要挖空处理。

2、除差分信号外，其它信号都要加粗到20mil以上。

3、变压器地网络的回流通过粗线连接起来。

4、对于千兆以太网的差分对优先选择最优的信号层进行布线；过孔数量不要超过2个，换层时需在不超过200mil的范围内增加回流地过孔。

五、以太网转换芯片的处理：

1、以太网芯片到CPU的GMII接口线的发送部份和接收部份要分开布线，不要将接收和发送网络混合布线，发送和接收总线之间的间距满足3W。

2、发送和接收总线分别等长，等长范围为100mil。在布线时，要尽可能减小信号的反射和串扰，保证信号质量。同时，需要注意信号的匹配问题，确保发送和接收总线之间的阻抗匹配。

04 RJ45网口

的PCB可制造性设计

RJ45接口的PCB可制造性设计应该考虑以下几个方面：

1. RJ45接口的管脚应采用镀金或镀锡等防氧化处理，以保证接触良好。

2. RJ45接口的管脚排列应与网络模块相对应，避免错焊、漏焊。这可以通过在PCB设计软件中仔细核对管脚编号和位置来避免。同时，可以添加标签来标识每个管脚的位置和功能，方便焊接和调试。

3. RJ45接口的焊盘应足够大，以保证焊接质量。这可以增加焊盘的金属填充量，提高焊点的强度和稳定性。同时，应注意避免虚焊、冷焊等焊接缺陷，确保焊点质量。

4. RJ45接口的布线应考虑到焊接温度对其他元件的影响，避免因高温导致元件损坏。这可以通过调整布线方向、添加散热片、使用耐高温材料等方法来降低其他元件受到的影响。

华秋DFM是一款可制造性检查的工艺软件，对于RJ45接口的PCB可制造性，可以检查引脚的孔径大小、焊盘的大小是否合适，模拟计算阻抗线设计是否合理。可以提前预防RJ45接口的PCB是否存在可制造性问题。

撰写：飞说PCB设计制造，此文希望对阅读者有所帮助！

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