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上海印刷PCB

来源: 发布时间:2022年03月10日

PCB(printed circuit board)即印制线路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信电子设备只要有集成电路等电子元件,为了使各个元件之间的电气互连,都要使用印制板。印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成,具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线,实现电路中各元件之间的电气连接,不仅简化了电子产品的装配、焊接工作,减少传统方式下的接线工作量,减轻工人的劳动强度;而且缩小了整机体积,降低产品成本,提高电子设备的质量和可靠性。印制线路板具有良好的产品一致性,它可以采用标准化设计,有利于在生产过程中实现机械化和自动化。同时,整块经过装配调试的印制线路板可以作为一个单独的备件,便于整机产品的互换与维修。目前,印制线路板已经极其广地应用在电子产品的生产制造中。器件面下面(第二层)为地平面,提供器件屏蔽层以及为器件面布线提供参考平面;上海印刷PCB

PCB布线

在遵循信号质量、DFM、EMC等规则要求下,实现器件管脚间的物理连接设计。——布线

PCB布线设计是整个PCB设计中工作量较大的工序,直接影响着PCB板的性能好坏。布线处理的一些基本要求如下:

1)过孔、线宽、安全间距避免采用极限值。

2)走线到板边的距离通常情况下需≥2mm,在不能满足条件的情况下,至少保证不小于20mil。

3)金属外壳器件下,不允许有过孔、表层走线。

4)尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层,并保证其较小的回路面积。采用屏蔽和加大安全间距等方法,保证信号质量。

5)电源层和地层之间的EMC环境较差,应避免布置对干扰敏感的信号线。

6)布线尽可能靠近一个平面,并避免跨分割。若必须跨分割或者无法靠近电源地平面,这些情况允许在低速信号线中存在。

7)平面层和布线层分布对称,介质厚度分布对称,过孔跨层保持对称。

8)所有信号线必须倒角,倒角角度为45度,特殊情况除外。 徐州线路板PCB加工所有信号层尽可能与地平面相邻;

高速信号的完整性主要与阻抗、传输线损耗及时延一致性有关,在接收端能接收到合适的波形及眼图就可算为信号完整性得到保证,故高速数字电路的PCB材料选择的主要参数指标就是Dk、Df、损耗等。无论是模拟电路还是数字电路,PCB材料的介电常数Dk是材料选用的一个重要参数,因为Dk值与应用于该材料的实际电路阻抗值关系密不可分。当PCB材料的Dk值变化时,无论是随频率变化还是随温度变化,电路的传输线阻抗都会产生意想不到的变化,进而对高速数字电路的信号传输性能造成不利的影响。如果PCB材料的Dk对不同频率的谐波成分呈现不同值,阻抗也随之在不同频率下出现不同的阻值,Dk值和阻抗的非预期改变,将导致谐波成分产生一定程度的损耗和频率偏移,会使高速数字信号的模拟谐波成分产生失真,进而使信号的完整性下降。与Dk值密切相关的色散也是材料的一种特性,Dk值随频率变化越小,色散就越小,对高速数字电路应用就越好。介质材料的极化,材料的损耗以及高频段铜导体的表面粗糙度等各种不同因素都会引起电路的色散。所以高速材料的Dk值要求稳定,在不同频率段和温度下,其变化波动越小越好。

设计规则检查(DRC)

布线设计完成后,需要认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需要确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺要求,一般检查有如下几个方面:

1)线与线,线与元件焊盘,线与孔,元件焊盘和孔,孔与孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。

2)电源线和地线的宽度是否合适,电源和地线之间是否耦合,在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

3)对于关键信号线是否采取了较好的措施(如长度比较短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开)

4)模拟电路和数字电路部分是否有各自单独的地线。

5)后加在PCB中的图形(如图标、标注)是否会造成信号短路。

6)在PCB上是否加有工艺线,阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标示是否压器件焊盘。 信号线的阻抗匹配;与其他信号线的空间隔离;对于数字高频信号,差分线效果会更好。

在布局、布线中如何处理才能保证50M以上信号的稳定性?

高速数字信号布线,关键是减小传输线对信号质量的影响。因此,100M以上的高速信号布局时要求信号走线尽量短。数字电路中,高速信号是用信号上升延时间来界定的。而且,不同种类的信号(如TTL,GTL,LVTTL),确保信号质量的方法不一样。

如何解决高速信号的手工布线和自动布线之间的矛盾?

现在较强的布线软件的自动布线器大部分都有设定约束条件来控制绕线方式及过孔数目。各家EDA公司的绕线引擎能力和约束条件的设定项目有时相差甚远。例如,是否有足够的约束条件控制蛇行线(serpentine)蜿蜒的方式,能否控制差分对的走线间距等。这会影响到自动布线出来的走线方式是否能符合设计者的想法。另外,手动调整布线的难易也与绕线引擎的能力有一定的关系。例如,走线的推挤能力,过孔的推挤能力,甚至走线对敷铜的推挤能力等等。所以,选择一个绕线引擎能力强的布线器,才是解决之道。 可制造性,比如多次压合性能如何、温度性能等、耐CAF/耐热性及机械韧(粘)性(可靠性好)、防火等级。常州柔性PCB打样

PCB加工推荐使用的线宽/间距≥5mil/5mil,最小可使用的线宽/间距为4mil/4mil。上海印刷PCB

阻抗连续类似:

水在一条均匀的水沟里稳定的流动,突然水沟来个转折并且加宽了。

那么水在拐弯的地方就会晃动,并且产生水波传播。

这就是阻抗不匹配导致的结果。

解决阻抗不连续的方法

拐角

RF信号线如果走直角,拐角处的有效线宽会增大,阻抗不连续,引起信号反射。为了减小不连续性,要对拐角进行处理,有两种方法:切角和圆角。圆弧角的半径应足够大,一般来说,要保证:R>3W。

过孔

过孔是引起RF通道上阻抗不连续性的重要因素之一,过孔的直径、焊盘直径、深度、反焊盘,都会带来变化,造成阻抗不连续性,反射和插入损耗的严重程度。如果信号频率大于1GHz,就要考虑过孔的影响。

减小过孔阻抗不连续性的常用方法有:采用无盘工艺、选择出线方式、优化反焊盘直径等。优化反焊盘直径是一种较常用的减小阻抗不连续性的方法。

通孔同轴连接器

与过孔结构类似,通孔同轴连接器也存在阻抗不连续性,所以解决方法与过孔相同。减小通孔同轴连接器阻抗不连续性的常用方法同样是:采用无盘工艺、合适的出线方式、优化反焊盘直径。 上海印刷PCB

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标签: PCB 电路板 线路板

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