六層板的疊層
對于芯片密度較大、時鐘頻率較高的設計應考慮6層板的設計,推薦疊層方式:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
對于這種方案,這種疊層方案可得到較好的信號完整性,信號層與接地層相鄰,電源層和接地層配對,每個走線層的阻抗都可較好控制,且兩個地層都是能良好的吸收磁力線。并且在電源、地層完整的情況下能為每個信號層都提供較好的回流路徑。
2.GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
對于這種方案,該種方案只適用于器件密度不是很高的情況,這種疊層具有上面疊層的所有優(yōu)點,并且這樣頂層和底層的地平面比較完整,能作為一個較好的屏蔽層 來使用。需要注意的是電源層要靠近非主元件面的那一層,因為底層的平面會更完整。因此,EMI性能要比第一種方案好。
高速PCB,建議少打過孔,通過增加信號層來解決需要增加過孔的需求。PCB設計
單面PCB板和雙面PCB板的疊層
對于兩層板來說,由于板層數量少,已經不存在疊層的問題??刂艵MI輻射主要從布線和布局來考慮;
單層板和雙層板的電磁兼容問題越來越突出。造成這種現象的主要原因就是因是信號回路面積過大,不僅產生了較強的電磁輻射,而且使電路對外界干擾敏感。要改善線路的電磁兼容性,極簡單的方法是減小關鍵信號的回路面積。
關鍵信號:從電磁兼容的角度考慮,關鍵信號主要指產生較強輻射的信號和對外界敏感的信號。能夠產生較強輻射的信號一般是周期性信號,如時鐘或地址的低位信號。對干擾敏感的信號是指那些電平較低的模擬信號。
PCB設計PCB 上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量減少過孔;
單、雙層板通常使用在低于10KHz的低頻模擬設計中:
1)在同一層的電源走線以輻射狀走線,并極小化線的長度總和;
2)走電源、地線時,相互靠近;在關鍵信號線邊上布一條地線,這條地線應盡量靠近信號線。這樣就形成了較小的回路面積,減小差模輻射對外界干擾的敏感度。當信號線的旁邊加一條地線后,就形成了一個面積極小的回路,信號電流肯定會取道這個回路,而不是其它地線路徑。
3)如果是雙層線路板,可以在線路板的另一面,緊靠近信號線的下面,沿著信號線布一條地線,前線盡量寬些。這樣形成的回路面積等于線路板的厚度乘以信號線的長度。
一般內層處理的黑氧化方法:
棕氧化法
黑氧化處理
低溫黑化法
采用高溫黑化法內層板會產生高溫應力(thermal stress)可能會導致層壓后的層間分離或內層銅箔的裂痕;
二、棕氧化:
黑氧化處理的產物主要是氧化銅,沒有所謂的氧化亞銅,這是業(yè)內的一些錯誤論調,經過ESCA(electro specific chemical analysis)分析,可以測定銅原子和氧原子之間的結合能,氧化物表面銅原子和氧原子之間的比例;有清晰數據和觀察分析證明黑化的產物就是氧化銅,沒有其他成分。
黑化的一般組成:
氧化劑、亞氯酸鈉、氫氧化鈉、PH緩沖劑、磷酸三鈉、表面活性劑或堿式碳酸銅的氨水溶液(25%氨水)。
相鄰兩層導線應布成相互垂直斜交或彎曲走線,以減小寄生電容;
四層板的疊層
1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
對于第二種方案,通常應用于板上芯片密度足夠低和芯片周圍有足夠面積(放置所要求的電源覆銅層)的場合。此種方案PCB的外層均為地層,中間兩層均為信號 /電源層。信號層上的電源用寬線走線,這可使電源電流的路徑阻抗低,且信號微帶路徑的阻抗也低,也可通過外層地屏蔽內層信號輻射。從EMI控制的角度看, 這是現有的比較好4層PCB結構。
主要注意:中間兩層信號、電源混合層間距要拉開,走線方向垂直,避免出現串擾;適當控制板面積,體現20H規(guī)則;如果要控 制走線阻抗,上述方案要非常小心地將走線布置在電源和接地鋪銅島的下邊。另外,電源或地層上的鋪銅之間應盡可能地互連在一起,以確保DC和低頻的連接性。
嚴格控制每一種表面處理的使用壽命,好處:焊錫性,可靠性,并降低潮氣入侵的風險。PCB設計對塞孔深度的要求。好處:高質量塞孔將減少組裝過程中失敗的風險!PCB設計
1、下面的一些系統要特別注意抗電磁干擾:
(1)微控制器時鐘頻率特別高,總線周期特別快的系統。
(2)系統含有大功率,大電流驅動電路,如產生火花的繼電器,大電流開關等。
(3)含微弱模擬信號電路以及高精度A/D變換電路的系統。
2、為增加系統的抗電磁干擾能力采取如下措施:
(1)選用頻率低的微控制器:
選用外時鐘頻率低的微控制器可以有效降低噪聲和提高系統的抗干擾能力。同樣頻率的方波和正弦波,方波中的高頻成份比正弦波多得多。雖然方波的高頻成份的波的幅度,比基波小,但頻率越高越容易發(fā)射出成為噪聲源,微控制器產生的有影響的高頻噪聲大約是時鐘頻率的3倍。 PCB設計
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