所謂“不以規(guī)矩,不能成方圓”,PCB設(shè)計(jì)同樣也是如此。工程師在進(jìn)行PCBLayout時(shí),有些“規(guī)矩”是必須要大家遵循的。
1、走線到板邊的距離通常情況下需≥2mm,在不能滿足條件的情況下,至少保證不小于20mil。
2、表面除短的互連線和Fanout的短線外,信號(hào)線盡可能布在內(nèi)層。
3、金屬外殼器件下,不允許有過孔、表層走線。
4、盡量為時(shí)鐘信號(hào)、高頻信號(hào)、敏感信號(hào)等關(guān)鍵信號(hào)提供專門的布線層,并保證其小的回路面積。采用屏蔽和加大安全間距等方法,保證信號(hào)質(zhì)量。
5、走線的方向控制規(guī)則,即相鄰層的走線方向成正交結(jié)構(gòu)。避免將不同的信號(hào)線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾;當(dāng)由于板結(jié)構(gòu)限制(如某些背板)難以避免出現(xiàn)該情況,特別是信號(hào)速率較高時(shí),應(yīng)考慮用地平面隔離各布線層,用地信號(hào)線隔離各信號(hào)線。 樹脂,抗電氣性、耐熱性、耐化學(xué)性、抗水性;江蘇線路板PCB加工
PCB板短路
這是直接造成PCB板無法工作的常見故障之一,而造成這種問題的原因有很多,下面我們逐一進(jìn)行分析。1)造成PCB短路的原因,是焊墊設(shè)計(jì)不當(dāng),此時(shí)可以將圓形焊墊改為橢圓形,加大點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離,防止短路。2)PCB零件方向的設(shè)計(jì)不適當(dāng),也同樣會(huì)造成板子短路,無法工作。如SOIC的腳如果與錫波平行,便容易引起短路事故,此時(shí)可以適當(dāng)修改零件方向,使其與錫波垂直。3)還有一種可能性也會(huì)造成PCB的短路故障,那就是自動(dòng)插件彎腳。由于IPC規(guī)定線腳的長(zhǎng)度在2mm以下及擔(dān)心彎腳角度太大時(shí)零件會(huì)掉,故易因此而造成短路,需將焊點(diǎn)離開線路2mm以上。除了上面提及的3種原因之外,還有一些原因也會(huì)導(dǎo)致PCB板的短路故障,例如基板孔太大、錫爐溫度太低、板面可焊性不佳、阻焊膜失效、板面污染等,都是比較常見的故障原因,工程師可以對(duì)比以上原因和發(fā)生故障的情況逐一進(jìn)行排除和檢查。 珠海焊接PCB批發(fā)數(shù)字地與模擬地要單點(diǎn)接地,否則數(shù)字地回流會(huì)流過模擬地對(duì)模擬電路造成干擾。
PCB常見術(shù)語解釋——FR-4
FR-4,PCB常用基材之一,它是一種耐燃材料等級(jí)的代號(hào),所表示的意思是樹脂材料經(jīng)過燃燒狀態(tài)必須能夠自行熄滅的一種材料規(guī)格。FR-4不是一種材料名稱,而是一種材料等級(jí)。FR-4一般分為:FR-4剛性板,常見板厚0.8-3.2mm;FR-4薄性板,常見板厚小于0.78mm。FR-4板料的一般技術(shù)指標(biāo)有:抗彎強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、熱沖擊性能、阻燃性能、體積電阻系數(shù)、表面電阻、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切、玻璃化溫度Tg、尺寸穩(wěn)定性、最高使用溫度、翹曲度等。
高速信號(hào)的完整性主要與阻抗、傳輸線損耗及時(shí)延一致性有關(guān),在接收端能接收到合適的波形及眼圖就可算為信號(hào)完整性得到保證,故高速數(shù)字電路的PCB材料選擇的主要參數(shù)指標(biāo)就是Dk、Df、損耗等。無論是模擬電路還是數(shù)字電路,PCB材料的介電常數(shù)Dk是材料選用的一個(gè)重要參數(shù),因?yàn)镈k值與應(yīng)用于該材料的實(shí)際電路阻抗值關(guān)系密不可分。當(dāng)PCB材料的Dk值變化時(shí),無論是隨頻率變化還是隨溫度變化,電路的傳輸線阻抗都會(huì)產(chǎn)生意想不到的變化,進(jìn)而對(duì)高速數(shù)字電路的信號(hào)傳輸性能造成不利的影響。如果PCB材料的Dk對(duì)不同頻率的諧波成分呈現(xiàn)不同值,阻抗也隨之在不同頻率下出現(xiàn)不同的阻值,Dk值和阻抗的非預(yù)期改變,將導(dǎo)致諧波成分產(chǎn)生一定程度的損耗和頻率偏移,會(huì)使高速數(shù)字信號(hào)的模擬諧波成分產(chǎn)生失真,進(jìn)而使信號(hào)的完整性下降。與Dk值密切相關(guān)的色散也是材料的一種特性,Dk值隨頻率變化越小,色散就越小,對(duì)高速數(shù)字電路應(yīng)用就越好。介質(zhì)材料的極化,材料的損耗以及高頻段銅導(dǎo)體的表面粗糙度等各種不同因素都會(huì)引起電路的色散。所以高速材料的Dk值要求穩(wěn)定,在不同頻率段和溫度下,其變化波動(dòng)越小越好。PCB加工推薦使用的線寬/間距≥5mil/5mil,最小可使用的線寬/間距為4mil/4mil。
在進(jìn)行高速多層PCB設(shè)計(jì)時(shí),較應(yīng)該注意的問題是什么?
較應(yīng)該注意的是你的層的設(shè)計(jì),就是信號(hào)線、電源線、地、控制線這些你是如何劃分在每個(gè)層的。一般的原則是模擬信號(hào)和模擬信號(hào)地至少要保證單獨(dú)的一層。電源也建議用單獨(dú)一層。高速PCB,布線過程中過孔的避讓如何處理,有什么好的建議?高速PCB,比較好少打過孔,通過增加信號(hào)層來解決需要增加過孔的需求。在高速PCB設(shè)計(jì)中,如何解決信號(hào)的完整性問題?信號(hào)完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號(hào)源的架構(gòu)和輸出阻抗(outputimpedance),走線的特性阻抗,負(fù)載端的特性,走線的拓樸(topology)架構(gòu)等。解決的方式是靠端接(termination)與調(diào)整走線的拓樸。 同層上布設(shè)多種電源(層)或地(層)時(shí),分隔間距應(yīng)不小于1mm;江蘇線路板PCB加工
電源層、地層大面積圖形與其連接盤之間應(yīng)進(jìn)行熱隔離設(shè)計(jì),以免影響焊接質(zhì)量。江蘇線路板PCB加工
高速PCB中的過孔設(shè)計(jì)
在高速PCB設(shè)計(jì)中,看似簡(jiǎn)單的過孔往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來很大的負(fù)面效應(yīng)。為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,PCB工程師在設(shè)計(jì)中可以盡量做到:
(1)選擇合理的過孔尺寸。對(duì)于多層一般密度的PCB設(shè)計(jì)來說,選用0.25mm/0.51mm/0.91mm(鉆孔/焊盤/POWER隔離區(qū))的過孔較好;對(duì)于一些高密度的PCB也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm的過孔,也可以嘗試非穿導(dǎo)孔;對(duì)于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗;
(2)POWER隔離區(qū)越大越好,考慮PCB上的過孔密度,一般為D1=D2+0.41;
(3)PCB上的信號(hào)走線盡量不換層,也就是說盡量減少過孔;
(4)使用較薄的PCB有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù);
(5)電源和地的管腳要就近過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好,因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致電感的增加。同時(shí)電源和地的引線要盡可能粗,以減少阻抗;
(6)在信號(hào)換層的過孔附近放置一些接地過孔,以便為信號(hào)提供短距離回路。 江蘇線路板PCB加工
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