pcn設(shè)計問題集第Y部分從pcb如何選材到運(yùn)用等一系列問題進(jìn)行總結(jié)。1、如何選擇PCB板材?選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。設(shè)計需求包含電氣和機(jī)構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計非常高速的PCB板子(大于GHz的頻率)時這材質(zhì)問題會比較重要。例如,現(xiàn)在常用的FR-4材質(zhì),在幾個GHz的頻率時的介質(zhì)損耗(dielectric loss)會對信號衰減有很大的影響,可能就不合用。就電氣而言,要注意介電常數(shù)(dielectric constant)和介質(zhì)損在所設(shè)計的頻率是否合用。2、如何避免高頻干擾?避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾,也就是所謂的串?dāng)_(Crosstalk)。可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離,或加ground guard/shunt traces在模擬信號旁邊。還要注意數(shù)字地對模擬地的噪聲干擾。3、在高速設(shè)計中,如何解決信號的完整性問題?信號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源的架構(gòu)和輸出阻抗(output impedance),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。
大量涉及蝕刻面的質(zhì)量問題都集中在上板面被蝕刻的部分,而這些問題來自于蝕刻劑所產(chǎn)生的膠狀板結(jié)物的影響。對這一點(diǎn)的了解是十分重要的,因膠狀板結(jié)物堆積在銅表面上。一方面會影響噴射力,另一方面會阻檔了新鮮蝕刻液的補(bǔ)充,使蝕刻的速度被降低。正因膠狀板結(jié)物的形成和堆積,使得基板上下面的圖形的蝕刻程度不同,先進(jìn)入的基板因堆積尚未形成,蝕刻速度較快, 故容易被徹底地蝕刻或造成過腐蝕,而后進(jìn)入的基板因堆積已形成,而減慢了蝕刻的速度。蝕刻設(shè)備的維護(hù)維護(hù)蝕刻設(shè)備的最關(guān)鍵因素就是要保證噴嘴的高清潔度及無阻塞物,使噴嘴能暢順地噴射。阻塞物或結(jié)渣會使噴射時產(chǎn)生壓力作用,沖擊板面。而噴嘴不清潔,則會造成蝕刻不均勻而使整塊電路板報廢。明顯地,設(shè)備的維護(hù)就是更換破損件和磨損件,因噴嘴同樣存在著磨損的問題,所以更換時應(yīng)包括噴嘴。此外,更為關(guān)鍵的問題是要保持蝕刻機(jī)沒有結(jié)渣,因很多時結(jié)渣堆積過多會對蝕刻液的化學(xué)平衡產(chǎn)生影響。同樣地,如果蝕刻液出現(xiàn)化學(xué)不平衡,結(jié)渣的情況就會愈加嚴(yán)重。蝕刻液突然出現(xiàn)大量結(jié)渣時,通常是一個信號,表示溶液的平衡出現(xiàn)了問題,這時應(yīng)使用較強(qiáng)的鹽酸作適當(dāng)?shù)那鍧嵒驅(qū)θ芤哼M(jìn)行補(bǔ)加。
吉林廠家FPC柔性版1.寄生電容過孔本身存在著對地或電源的寄生電容,如果已知過孔在內(nèi)層上的隔離孔直徑為D2;廠家FPC柔性版過孔焊盤的直徑為D1;PCB的厚度為T;板基材的相對介電常數(shù)為ε;過孔的寄生電容延Κ了電路中信號的上升時問,降低了電路的速度。如果一塊厚度為25mil的PCB,使用內(nèi)徑為10mil,焊盤直徑為20mil的過孔,內(nèi)層電氣間隙寬度為32mil時,可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致為0.259 pF。如果走線的特性阻抗為30Ω,則該寄生電容引起的信號上升時間延長量。系數(shù)1/2是因?yàn)檫^孔在走線的中途。從這些數(shù)值可以看出,盡管單個過孔的寄生電容引起的上升沿變緩的效用不是很明顯,但是如果走線中多次使用過孔進(jìn)行層間的切換,設(shè)計者還是要慎重考慮的。2.寄生電感過孔還具有與其高度和直徑直接相關(guān)的串聯(lián)寄生電感。若九是過孔的高度;d是中心鉆孔的直徑;則過孔的寄生電感L近似為在高速數(shù)字電路的設(shè)計中,寄生電感帶來的危害超過寄生電容的影響。過孔的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容在電源或地平面濾除噪聲的作用,減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用c因此旁路和去耦電容的過孔應(yīng)該盡可能短,以使其電感值最小。通過上面對過孔寄生特性的分析,為了減小過孔的寄生效應(yīng)帶來的不利影響,在進(jìn)行高速PCB設(shè)計時應(yīng)盡量做到:· 盡量減少過孔,尤其是時鐘信號走線;· 使用較薄的PCB有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù);· 過孔阻抗應(yīng)該盡可能與其連接的走線的阻抗相匹配,以便減小信號的反射;
在高速設(shè)計中,可控阻抗板和線路的特性阻抗問題困擾著許多中國工程師。本文通過簡單而且直觀的方法介紹了特性阻抗的基本性質(zhì)、計算和測量方法。在高速設(shè)計中,可控阻抗板和線路的特性阻抗是最重要和最普遍的問題之一。首先了解一下傳輸線的定義:傳輸線由兩個具有一定長度的導(dǎo)體組成,一個導(dǎo)體用來發(fā)送信號,另一個用來接收信號(切記“回路”取代“地”的概念)。在一個多層板中,每一條線路都是傳輸線的組成部分,鄰近的參考平面可作為第二條線路或回路。一條線路成為“性能良好”傳輸線的關(guān)鍵是使它的特性阻抗在整個線路中保持恒定。線路板成為“可控阻抗板”的關(guān)鍵是使所有線路的特性阻抗?jié)M足一個規(guī)定值,通常在25歐姆和70歐姆之間。在多層線路板中,傳輸線性能良好的關(guān)鍵是使它的特性阻抗在整條線路中保持恒定。但是,究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最簡單的方法是看信號在傳輸中碰到了什么。當(dāng)沿著一條具有同樣橫截面?zhèn)鬏斁€移動時,這類似圖1所示的微波傳輸。假定把1伏特的電壓階梯波加到這條傳輸線中,如把1伏特的電池連接到傳輸線的前端(它位于發(fā)送線路和回路之間),一旦連接,這個電壓波信號沿著該線以光速傳播,它的速度通常約為6英寸/納秒。當(dāng)然,這個信號確實(shí)是發(fā)送線路和回路之間的電壓差,它可以從發(fā)送線路的任何一點(diǎn)和回路的相臨點(diǎn)來衡量。圖2是該電壓信號的傳輸示意圖。Zen的方法是先“產(chǎn)生信號”,然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第Y個0.01納秒前進(jìn)了0.06英寸,這時發(fā)送線路有多余的正電荷,而回路有多余的負(fù)電荷,正是這兩種電荷差維持著這兩個導(dǎo)體之間的1伏電壓差,而這兩個導(dǎo)體又組成了一個電容器。在下一個0.01納秒中,又要將一段0.06英寸傳輸線的電壓從0調(diào)整到1伏特,這必須加一些正電荷到發(fā)送線路,而加一些負(fù)電荷到接收線路。每移動0.06英寸,必須把更多的正電荷加到發(fā)送線路,而把更多的負(fù)電荷加到回路。每隔0.01納秒,必須對傳輸線路的另外一段進(jìn)行充電,然后信號開始沿著這一段傳播。電荷來自傳輸線前端的電池,當(dāng)沿著這條線移動時,就給傳輸線的連續(xù)部分充電,因而在發(fā)送線路和回路之間形成了1伏特的電壓差。每前進(jìn)0.01納秒,就從電池中獲得一些電荷(±Q),恒定的時間間隔(±t)內(nèi)從電池中流出的恒定電量(±Q)就是一種恒定電流。流入回路的負(fù)電流實(shí)際上與流出的正電流相等,而且正好在信號波的前端,交流電流通過上、下線路組成的電容,結(jié)束整個循環(huán)過程。