PCB板上多長(zhǎng)的走線(xiàn)才是傳輸線(xiàn)?傳輸線(xiàn)的定義是有信號(hào)回流的信號(hào)線(xiàn)(由兩條一定長(zhǎng)度導(dǎo)線(xiàn)組成,一條是信號(hào)傳播路徑,另一條是信號(hào)返回路徑),常見(jiàn)的傳輸線(xiàn)也就是我們PCB板上的走線(xiàn)。那么,PCB板上多長(zhǎng)的走線(xiàn)才是傳輸線(xiàn)呢?
PCB板上多長(zhǎng)的走線(xiàn)才是傳輸線(xiàn)?
這和信號(hào)的傳播速度有關(guān),在FR4板材上銅線(xiàn)條中信號(hào)速度為6in/ns。簡(jiǎn)單的說(shuō),只要信號(hào)在走線(xiàn)上的往返時(shí)間大于信號(hào)的上升時(shí)間,PCB上的走線(xiàn)就應(yīng)當(dāng)做傳輸線(xiàn)來(lái)處理。我們看信號(hào)在一段長(zhǎng)走線(xiàn)上傳播時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況。假設(shè)有一段60英寸長(zhǎng)的PCB走線(xiàn),返回路徑是PCB板內(nèi)層靠近信號(hào)線(xiàn)的地平面,信號(hào)線(xiàn)和地平面間在遠(yuǎn)端開(kāi)路。 PCB加工推薦使用的線(xiàn)寬/間距≥5mil/5mil,最小可使用的線(xiàn)寬/間距為4mil/4mil。珠海柔性印刷PCB
過(guò)孔的分類(lèi)
過(guò)孔分為三類(lèi),即盲孔(blindvia)、埋孔(buriedvia)和通孔(throughvia)。盲孔:位于印刷線(xiàn)路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線(xiàn)路和下面的內(nèi)層線(xiàn)路的連接,孔的深度通常不超過(guò)一定的比率(孔徑)。埋孔:是指位于印刷線(xiàn)路板內(nèi)層的連接孔,它不會(huì)延伸到線(xiàn)路板的表面。通孔:這種孔穿過(guò)整個(gè)線(xiàn)路板,可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩種過(guò)孔。一般所說(shuō)的過(guò)孔,沒(méi)有特殊說(shuō)明的,均作為通孔考慮。 焊接PCB廠家BGA在0.65mm及以上的設(shè)計(jì)建議不要用到埋盲孔,成本會(huì)大幅度增加。
過(guò)孔和走線(xiàn)連接
過(guò)孔的注意事項(xiàng)
綜合設(shè)計(jì)與生產(chǎn),PCB工程師需要考慮以下問(wèn)題:
(1)過(guò)孔不能位于焊盤(pán)上;
(2)器件金屬外殼與PCB接觸區(qū)域向外延伸1.5mm區(qū)域內(nèi)不能有過(guò)孔。
(3)貼片膠點(diǎn)涂或印刷區(qū)域內(nèi)不能有過(guò)孔。如采用貼片膠點(diǎn)涂或印刷工藝的CHIP、SOP元件下方的PCB區(qū)域。
(4)全通過(guò)孔內(nèi)徑原則上要求0.2mm(8mil)及以上,外徑的是0.4mm(16mil)以上,有困難地方必須控制在外徑為0.35mm(14mil)。
(5)BGA在0.65mm及以上的設(shè)計(jì)建議不要用到埋盲孔,成本會(huì)大幅度增加。
(6)過(guò)孔與過(guò)孔之間的間距不宜過(guò)近,鉆孔容易引起破孔,一般要求孔間距0.5mm及以上,0.35mm-0.4mm極力避免,0.3mm及以下禁止。
(7)電源印制導(dǎo)線(xiàn)在層間轉(zhuǎn)接的過(guò)孔數(shù)應(yīng)符合通過(guò)電流的要求1A/Ф0.3孔。
阻抗連續(xù)類(lèi)似:
水在一條均勻的水溝里穩(wěn)定的流動(dòng),突然水溝來(lái)個(gè)轉(zhuǎn)折并且加寬了。
那么水在拐彎的地方就會(huì)晃動(dòng),并且產(chǎn)生水波傳播。
這就是阻抗不匹配導(dǎo)致的結(jié)果。
解決阻抗不連續(xù)的方法
拐角
RF信號(hào)線(xiàn)如果走直角,拐角處的有效線(xiàn)寬會(huì)增大,阻抗不連續(xù),引起信號(hào)反射。為了減小不連續(xù)性,要對(duì)拐角進(jìn)行處理,有兩種方法:切角和圓角。圓弧角的半徑應(yīng)足夠大,一般來(lái)說(shuō),要保證:R>3W。
過(guò)孔
過(guò)孔是引起RF通道上阻抗不連續(xù)性的重要因素之一,過(guò)孔的直徑、焊盤(pán)直徑、深度、反焊盤(pán),都會(huì)帶來(lái)變化,造成阻抗不連續(xù)性,反射和插入損耗的嚴(yán)重程度。如果信號(hào)頻率大于1GHz,就要考慮過(guò)孔的影響。
減小過(guò)孔阻抗不連續(xù)性的常用方法有:采用無(wú)盤(pán)工藝、選擇出線(xiàn)方式、優(yōu)化反焊盤(pán)直徑等。優(yōu)化反焊盤(pán)直徑是一種較常用的減小阻抗不連續(xù)性的方法。
通孔同軸連接器
與過(guò)孔結(jié)構(gòu)類(lèi)似,通孔同軸連接器也存在阻抗不連續(xù)性,所以解決方法與過(guò)孔相同。減小通孔同軸連接器阻抗不連續(xù)性的常用方法同樣是:采用無(wú)盤(pán)工藝、合適的出線(xiàn)方式、優(yōu)化反焊盤(pán)直徑。 分布類(lèi)型(大銅箔層、線(xiàn)路層)的對(duì)稱(chēng)。
高速PCB中的過(guò)孔設(shè)計(jì)
在高速PCB設(shè)計(jì)中,看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往也會(huì)給電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的負(fù)面效應(yīng)。為了減小過(guò)孔的寄生效應(yīng)帶來(lái)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(guò)孔尺寸。對(duì)于多層一般密度的PCB設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),選用0.25mm/0.51mm/0.91mm(鉆孔/焊盤(pán)/POWER隔離區(qū))的過(guò)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(guò)孔,也可以嘗試非穿導(dǎo)孔;對(duì)于電源或地線(xiàn)的過(guò)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(guò)孔密度,一般為D1=D2+0.41;
(3)PCB上的信號(hào)走線(xiàn)盡量不換層,也就是說(shuō)盡量減少過(guò)孔;
(4)使用較薄的PCB有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數(shù);
(5)電源和地的管腳要就近過(guò)孔,過(guò)孔和管腳之間的引線(xiàn)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(xiàn)要盡可能粗,以減少阻抗;
(6)在信號(hào)換層的過(guò)孔附近放置一些接地過(guò)孔,以便為信號(hào)提供短距離回路。 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;深圳電源PCB加工
在高密度PCB設(shè)計(jì)中,可根據(jù)需要選擇絲印的內(nèi)容。珠海柔性印刷PCB
在高速PCB設(shè)計(jì)中,信號(hào)層的空白區(qū)域可以敷銅,而多個(gè)信號(hào)層的敷銅在接地和接電源上應(yīng)如何分配?
一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。只是在高速信號(hào)線(xiàn)旁敷銅時(shí)要注意敷銅與信號(hào)線(xiàn)的距離,因?yàn)樗蟮你~會(huì)降低一點(diǎn)走線(xiàn)的特性阻抗。也要注意不要影響到它層的特性阻抗,例如在dualstripline的結(jié)構(gòu)時(shí)。
在高速PCB設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)時(shí),如何考慮阻抗匹配問(wèn)題?
在設(shè)計(jì)高速PCB電路時(shí),阻抗匹配是設(shè)計(jì)的要素之一。而阻抗值跟走線(xiàn)方式有一定的關(guān)系,例如是走在表面層(microstrip)或內(nèi)層(stripline/doublestripline),與參考層(電源層或地層)的距離,走線(xiàn)寬度,PCB材質(zhì)等均會(huì)影響走線(xiàn)的特性阻抗值。也就是說(shuō)要在布線(xiàn)后才能確定阻抗值。一般仿真軟件會(huì)因線(xiàn)路模型或所使用的數(shù)學(xué)算法的限制而無(wú)法考慮到一些阻抗不連續(xù)的布線(xiàn)情況,這時(shí)候在原理圖上只能預(yù)留一些terminators(端接),如串聯(lián)電阻等,來(lái)緩和走線(xiàn)阻抗不連續(xù)的效應(yīng)。真正根本解決問(wèn)題的方法還是布線(xiàn)時(shí)盡量注意避免阻抗不連續(xù)的發(fā)生。 珠海柔性印刷PCB
深圳市普林電路科技股份有限公司是一家我們的產(chǎn)品應(yīng)用于工控、電力、**、醫(yī)療、汽車(chē)、安防、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域,主要產(chǎn)品類(lèi)型涉及高多層精密電路板、盲埋孔板、高頻板、混合層壓板、金屬基板、軟硬結(jié)合板等,能加工厚銅繞阻、樹(shù)脂塞孔、階梯槽、沉孔等特殊工藝是我們的特色,也能根據(jù)客戶(hù)的產(chǎn)品需求設(shè)計(jì)研發(fā)新的工藝,以滿(mǎn)足客戶(hù)特殊產(chǎn)品的個(gè)性化工藝、品質(zhì)需求。的公司,是一家集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售為一體的專(zhuān)業(yè)化公司。深圳普林電路作為我們的產(chǎn)品應(yīng)用于工控、電力、**、醫(yī)療、汽車(chē)、安防、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域,主要產(chǎn)品類(lèi)型涉及高多層精密電路板、盲埋孔板、高頻板、混合層壓板、金屬基板、軟硬結(jié)合板等,能加工厚銅繞阻、樹(shù)脂塞孔、階梯槽、沉孔等特殊工藝是我們的特色,也能根據(jù)客戶(hù)的產(chǎn)品需求設(shè)計(jì)研發(fā)新的工藝,以滿(mǎn)足客戶(hù)特殊產(chǎn)品的個(gè)性化工藝、品質(zhì)需求。的企業(yè)之一,為客戶(hù)提供良好的電路板,線(xiàn)路板,PCB,樣板。深圳普林電路致力于把技術(shù)上的創(chuàng)新展現(xiàn)成對(duì)用戶(hù)產(chǎn)品上的貼心,為用戶(hù)帶來(lái)良好體驗(yàn)。深圳普林電路始終關(guān)注電子元器件行業(yè)。滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,提高產(chǎn)品價(jià)值,是我們前行的力量。