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江蘇開發(fā)線路板印制生產(chǎn)商

2019-09-02
江蘇開發(fā)線路板印制生產(chǎn)商

從IC芯片的發(fā)展及封裝形式來看,芯片體積越來越小、引腳數(shù)越來越多;同時(shí),由于近年來IC工藝的發(fā)展,使得其速度也越來越高。這就帶來了一個(gè)問題,即電子設(shè)計(jì)的體積減小導(dǎo)致電路的布局布線密度變大,而同時(shí)信號的頻率還在提高,從而使得如何處理高速信號問題成為一個(gè)設(shè)計(jì)能否成功的關(guān)鍵因素。隨著電子系統(tǒng)中邏輯復(fù)雜度和時(shí)鐘頻率的迅速提高,信號邊沿不斷變陡,印刷電路板的線跡互連和板層特性對系統(tǒng)電氣性能的影響也越發(fā)重要。對于低頻設(shè)計(jì),線跡互連和板層的影響可以不考慮,但當(dāng)頻率超過50 MHz時(shí),互連關(guān)系必須考慮,而在*定系統(tǒng)性能時(shí)還必須考慮印刷電路板板材的電參數(shù)。因此,高速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須面對互連延遲引起的時(shí)序問題以及串?dāng)_、傳輸線效應(yīng)等信號完整性(Signal Integrity,SI)問題。當(dāng)硬件工作頻率增高后,每一根布線網(wǎng)絡(luò)上的傳輸線都可能成為發(fā)射天線,對其他電子設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射或與其他設(shè)備相互干擾,從而使硬件時(shí)序邏輯產(chǎn)生混亂。電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)的標(biāo)準(zhǔn)提出了解決硬件實(shí)際布線網(wǎng)絡(luò)可能產(chǎn)生的電磁輻射干擾以及本身抵抗外部電磁干擾的基本要求。1 高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的幾個(gè)基本概念在高速數(shù)字電路中,由于串?dāng)_、反射、過沖、振蕩、地彈、偏移等信號完整性問題,本來在低速電路中無需考慮的因素在這里就顯得格外重要;另外,隨著現(xiàn)有電氣系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,電磁兼容性也變成了一個(gè)不能不考慮的問題。要解決高速電路設(shè)計(jì)的問題,首先需要真正明白高速信號的概念。高速不是就頻率的高低來說的,而是由信號的邊沿速度決定的,一般認(rèn)為上升時(shí)間小于4倍信號傳輸延遲時(shí)可視為高速信號。即使在工作頻率不高的系統(tǒng)中,也會(huì)出現(xiàn)信號完整性的問題。這是由于隨著集成電路工藝的提高,所用器件I/O端口的信號邊沿比以前更陡更快,因此在工作時(shí)鐘不高的情況下也屬于高速器件,隨之帶來了信號完整性的種種問題。

江蘇開發(fā)線路板印制生產(chǎn)商

PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)細(xì)致的工作,需要的就是細(xì)心和耐心。剛開始做設(shè)計(jì)的新手經(jīng)常犯的錯(cuò)誤就是一些細(xì)節(jié)錯(cuò)誤。器件管腳弄錯(cuò)了,器件封裝用錯(cuò)了,管腳順序畫反了等等,有些可以通過飛線來解決,有些可能就讓一塊板子直接變成了廢品。畫封裝的時(shí)候多檢查一遍,投板之前把封裝打印出來和實(shí)際器件比一下,多看一眼,多檢查一遍不是強(qiáng)迫癥,只是讓這些容易犯的低級錯(cuò)誤盡量避免。否則設(shè)計(jì)的再好看的板子,上面布滿飛線,也就遠(yuǎn)談不上優(yōu)秀了。(二) 學(xué)會(huì)設(shè)置規(guī)則其實(shí)現(xiàn)在不光高級的PCB設(shè)計(jì)軟件需要設(shè)置布線規(guī)則,一些簡單易用的PCB工具同樣可以進(jìn)行規(guī)則設(shè)置。人腦畢竟不是機(jī)器,那就難免會(huì)有疏忽有失誤。所以把一些容易忽略的問題設(shè)置到規(guī)則里面,讓電腦幫助我們檢查,盡量避免犯一些低級錯(cuò)誤。另外,完善的規(guī)則設(shè)置能更好的規(guī)范后面的工作。所謂磨刀不誤砍柴工,板子的規(guī)模越復(fù)雜規(guī)則設(shè)置的重要性越突出?,F(xiàn)在很多EDA工具都有自動(dòng)布線功能,如果規(guī)則設(shè)置足夠詳細(xì),讓工具自己幫你去設(shè)計(jì),你在一旁喝杯咖啡,不是更愜意的事情嗎?(三) 為別人考慮的越多,自己的工作越少在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候,盡量多考慮一些最終使用者的需求。比如,如果設(shè)計(jì)的是一塊開發(fā)板,那么在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮放置更多的絲印信息,這樣在使用的時(shí)候會(huì)更方便,不用來回的查找原理圖或者找設(shè)計(jì)人員支持了。如果設(shè)計(jì)的是一個(gè)量產(chǎn)產(chǎn)品,那么就要更多的考慮到生產(chǎn)線上會(huì)遇到的問題,同類型的器件盡量方向一致,器件間距是否合適,板子的工藝邊寬度等等。這些問題考慮的越早,越不會(huì)影響后面的設(shè)計(jì),也可以減少后面支持的工作量和改板的次數(shù)??瓷先ラ_始設(shè)計(jì)上用的時(shí)間增加了,實(shí)際上是減少了自己后續(xù)的工作量。在板子空間信號允許的情況下,盡量放置更多的測試點(diǎn),提高板子的可測性,這樣在后續(xù)調(diào)試階段同樣能節(jié)省更多的時(shí)間,給發(fā)現(xiàn)問題提供更多的思路。

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江蘇開發(fā)線路板印制高速數(shù)字PCB板的等線長是為了使各信號的延遲差保持在一個(gè)范圍內(nèi),保證系統(tǒng)在同一周期內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)的有效性(延遲差超過一個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)會(huì)錯(cuò)讀下一周期的數(shù)據(jù)),線路板印制生產(chǎn)商一般要求延遲差不超過1/4時(shí)鐘周期,單位長度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬,線長,銅厚,板層結(jié)構(gòu)有關(guān),但線過長會(huì)增大分布電容和分布電感,使信號質(zhì)量,所以時(shí)鐘IC引腳一般都接RC端接,但蛇形走線并非起電感的作用,相反的,電感會(huì)使信號中的上升元中的高次諧波相移,造成信號質(zhì)量惡化,所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍,信號的上升時(shí)間越小就越易受分布電容和分布電感的影響.因?yàn)閼?yīng)用場合不同具不同的作用,如果蛇形走線在電腦板中出現(xiàn),其主要起到一個(gè)濾波電感的作用,提高電路的抗干擾能力,電腦主機(jī)板中的蛇形走線,主要用在一些時(shí)鐘信號中,如CIClk,AGPClk,它的作用有兩點(diǎn):1、阻抗匹配 2、濾波電感。對一些重要信號,如INTEL HUB架構(gòu)中的HUBLink,一共13根,跑233MHz,要求必須嚴(yán)格等長,以消除時(shí)滯造成的隱患,繞線是解決辦法。一般來講,蛇形走線的線距>=2倍的線寬。PCI板上的蛇行線就是為了適應(yīng)PCI 33MHzClock的線長要求。若在一般普通PCB板中,是一個(gè)分布參數(shù)的 LC濾波器,還可作為收音機(jī)天線的電感線圈,短而窄的蛇形走線可做保險(xiǎn)絲等等.

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一、拿一塊PCB板,首先需要在紙上記錄好所有元?dú)饧男吞枺瑓?shù)以及位置,尤其是二極管、三級管的方向,IC缺口的方向。最好用數(shù)碼相機(jī)拍兩張?jiān)骷恢玫恼掌?。二、拆掉所有元件,要將PAD孔里的錫去掉。用酒精將板子擦洗干凈,然后放入掃描儀,在掃描儀掃描的時(shí)候要稍調(diào)高一下掃描的像素,得到較清晰的板子圖像。再用水紗紙將頂層和底層輕微打磨,打磨到銅膜發(fā)亮,放入掃描儀,啟動(dòng)PHOTOSHOP,用彩色方式將兩層分別掃入。注意,PCB在掃描儀內(nèi)擺放一定要橫平豎直,否則掃描的圖象就無法使用。三、調(diào)整畫布的對比度,明暗度,使有銅膜的部分和沒有銅膜的部分形成強(qiáng)烈對比,然后將圖轉(zhuǎn)為黑白,檢查線條是否清晰,如果不清晰,就要繼續(xù)調(diào)節(jié)。如果清晰,將圖存為黑白BMP格式兩個(gè)文件,如果發(fā)現(xiàn)圖形有問題,還需用PHOTOSHOP進(jìn)行修正。四、將兩個(gè)BMP格式的文件分別轉(zhuǎn)為PROTEL格式文件,在PROTEL中調(diào)入兩層,如果兩層的PAD和VIA的位置基本重合,表明前幾個(gè)步驟做的很好,如果有偏差,則重復(fù)第三步,直到吻合為止,將TOP層的BMP轉(zhuǎn)化為TOP.PCB,注意要轉(zhuǎn)化到SILK層,就是黃色的那層,然后你在TOP層描線就是了,并且根據(jù)第二步的圖紙放置器件。畫完后將SILK層刪掉,不斷重復(fù)知道繪制好所有的層。五、在PROTEL中將TOP.PCB和BOT.PCB調(diào)入,合為一個(gè)圖就OK了。用激光打印機(jī)將TOP LAYER,BOTTOM LAYER分別打印到透明膠片上(1:1的比例),把膠片放到那塊PCB上,比較一下是否有誤,如果沒錯(cuò),就算成功。

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這里主要是說了從PCB設(shè)計(jì)封裝來解析選擇元件的技巧。元件的封裝包含很多信息,包含元件的尺寸,特別是引腳的相對位置關(guān)系,還有元件的焊盤類型。當(dāng)然我們根據(jù)元件封裝選擇元件時(shí)還有一個(gè)要注意的地方是要考慮元件的外形尺寸。引腳位置關(guān)系:主要是指我們需要將實(shí)際的元件的引腳和PCB元件的封裝的尺寸對應(yīng)起來。我們選擇不同的元件,雖然功能相同,但是元件的封裝很可能不一樣。我們需要保證PCB焊盤尺寸位置正確才能保證元件能正確焊接。焊盤的選擇:這個(gè)是我們需要考慮的比較多的地方。首先包括焊盤的類型。其類型包括兩種,一是電鍍通孔,一種是表貼類型。我們需要考慮的因素有器件成本、可用性、器件面積密度和功耗等因數(shù)。從制造角度看,表貼器件通常要比通孔器件便宜,而且一般可用性較高。對于我們一般設(shè)計(jì)來說,我們選擇表貼元件,不僅方便手工焊接,而且有利于查錯(cuò)和調(diào)試過程中更好的連接焊盤和信號。其次我們還應(yīng)該注意焊盤的位置。因?yàn)椴煌奈恢茫痛碓?shí)際當(dāng)中不同的位置。我們?nèi)绻缓侠戆才藕副P的位置,很有可能就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)區(qū)域元件過密,而另外一個(gè)區(qū)域元件很稀疏的情況,當(dāng)然情況更糟糕的是由于焊盤位置過近,導(dǎo)致元件之間空隙過小而無法焊接,下面就是我失敗的一個(gè)例子,我在一個(gè)光耦開關(guān)旁邊開了通孔,但是由于它們的位置過近,導(dǎo)致光耦開關(guān)焊接上去以后,通孔無法再放置螺絲了。另外一種情況就是我們要考慮焊盤如何焊接。在實(shí)際過程中我們常按一個(gè)特定的方向排列焊盤,焊接起來比較方便。元件的外形尺寸:在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,一些元件(如有極性電容)可能有高度凈空限制,所以我們需要在元件選擇過程中加以考慮。我們在最初開始設(shè)計(jì)時(shí),可以先畫一個(gè)基本的電路板外框形狀,然后放置上一些計(jì)劃要使用的大型或位置關(guān)鍵元件(如連接器)。這樣,就能直觀快速地看到(沒有布線的)電路板虛擬透視圖,并給出相對精確的電路板和元器件的相對定位和元件高度。這將有助于確保PCB經(jīng)過裝配后元件能合適地放進(jìn)外包裝(塑料制品、機(jī)箱、機(jī)框等)內(nèi)。當(dāng)然我們還可以從工具菜單中調(diào)用三維預(yù)覽模式瀏覽整塊電路板。對于元件的選擇,除了要依據(jù)設(shè)計(jì)要求外,還要選擇正規(guī)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品,這樣才能保證實(shí)現(xiàn)你的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

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在PCB板的設(shè)計(jì)當(dāng)中,可以通過分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季€和安裝實(shí)現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中,通過預(yù)測可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過調(diào)整PCB布局布線,能夠很好地防范ESD。以下是一些常見的防范措施。1、盡可能使用多層PCB相對于雙面PCB而言,地平面和電源平面,以及排列緊密的信號線-地線間距能夠減小共模阻抗和感性耦合,使之達(dá)到雙面PCB的1/10到1/100。盡量地將每一個(gè)信號層都緊靠一個(gè)電源層或地線層。對于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB,可以考慮使用內(nèi)層線。2、對于雙面PCB來說,要采用緊密交織的電源和地柵格。電源線緊靠地線,在垂直和水平線或填充區(qū)之間,要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等于60mm,如果可能,柵格尺寸應(yīng)小于13mm。3、確保每一個(gè)電路盡可能緊湊。4、盡可能將所有連接器都放在一邊。5、在每一層的機(jī)箱地和電路地之間,要設(shè)置相同的“隔離區(qū)”;如果可能,保持間隔距離為0.64mm。6、PCB裝配時(shí),不要在頂層或者底層的焊盤上涂覆任何焊料。使用具有內(nèi)嵌墊圈的螺釘來實(shí)現(xiàn)PCB與金屬機(jī)箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。

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