開(kāi)發(fā)SMT插件一、拿一塊PCB板,首先需要在紙上記錄好所有元?dú)饧男吞?hào),參數(shù)以及位置,尤其是二極管、三級(jí)管的方向,SMT插件生產(chǎn)商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(wú)法使用。三、調(diào)整畫(huà)布的對(duì)比度,明暗度,使有銅膜的部分和沒(méi)有銅膜的部分形成強(qiáng)烈對(duì)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(wèn)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T(mén)OP.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(huà)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(méi)錯(cuò),就算成功。
在PCB(印制電路板)中,印制導(dǎo)線用來(lái)實(shí)現(xiàn)電路元件和器件之間電氣連接,是PCB中的重要組件,PCB導(dǎo)線多為銅線,銅自身的物理特性也導(dǎo)致其在導(dǎo)電過(guò)程中必然存在一定的阻抗,導(dǎo)線中的電感成分會(huì)影響電壓信號(hào)的傳輸,而電阻成分則會(huì)影響電流信號(hào)的傳輸,在高頻線路中電感的影響尤為嚴(yán)重,因此,在PCB設(shè)計(jì)中必須注意和消除印制導(dǎo)線阻抗所帶來(lái)的影響。1印制導(dǎo)線產(chǎn)生干擾的原因PCB上的印制導(dǎo)線通電后在直流或交流狀態(tài)下分別對(duì)電流呈現(xiàn)電阻或感抗,而平行導(dǎo)線之間存在電感效應(yīng),電阻效應(yīng),電導(dǎo)效應(yīng),互感效應(yīng);一根導(dǎo)線上的變化電流必然影響另一根導(dǎo)線,從而產(chǎn)生干擾;PCB板外連接導(dǎo)線甚至元器件引線都可能成為發(fā)射或接收干擾信號(hào)的天線。印制導(dǎo)線的直流電阻和交流阻抗可以通過(guò)公式和公式來(lái)計(jì)算,R=PL/S和XL=2πfL式中L為印制導(dǎo)線長(zhǎng)度(m),s為導(dǎo)線截面積(mm2),ρ為銅的電阻率,TT為常數(shù),f為交流頻率。正是由于這些阻抗的存在,從而產(chǎn)生一定的電位差,這些電位差的存在,必然會(huì)帶來(lái)干擾,從而影響電路的正常工作。2 PCB電流與導(dǎo)線寬度的關(guān)系PCB導(dǎo)線寬度與電路電流承載值有關(guān),一般導(dǎo)線越寬,承載電流的能力越強(qiáng)。在實(shí)際的PCB制作過(guò)程中,導(dǎo)線寬度應(yīng)以能滿足電氣性能要求而又便于生產(chǎn)為宜,它的最小值以承受的電流大小而定,導(dǎo)線寬度和間距可取0.3mm(12mil)。導(dǎo)線的寬度在大電流的情況下還要考慮其溫升問(wèn)題。PCB設(shè)計(jì)銅鉑厚度、線寬
1. 從原理圖到PCB的設(shè)計(jì)流程建立元件參數(shù)——>輸入原理網(wǎng)表->設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置->手工布局->手工布線->驗(yàn)證設(shè)計(jì)——>復(fù)查->CAM輸出。2. 參數(shù)設(shè)置相鄰導(dǎo)線間距必須能滿足電氣安全要求,而且為了便于操作和生產(chǎn),間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓,在布線密度較低時(shí),信號(hào)線的間距可適當(dāng)?shù)丶哟?,?duì)高、低電平懸殊的信號(hào)線應(yīng)盡可能地短且加大間距,一般情況下將走線間距設(shè)為8mil。焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm,這樣可以避免加工時(shí)導(dǎo)致焊盤(pán)缺損。當(dāng)與焊盤(pán)連接的走線較細(xì)時(shí),要將焊盤(pán)與走線之間的連接設(shè)計(jì)成水滴狀,這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮,而是走線與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。3. 元器件布局實(shí)踐證明,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如,如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近,則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲;由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會(huì)使產(chǎn)品的性能下降,因此,在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候,應(yīng)注意采用正確的方法。每一個(gè)開(kāi)關(guān)電源都有四個(gè)電流回路:◆ 電源開(kāi)關(guān)交流回路◆ 輸出整流交流回路◆ 輸入信號(hào)源電流回路◆ 輸出負(fù)載電流回路輸入回路通過(guò)一個(gè)近似直流的電流對(duì)輸入電容充電,濾波電容主要起到一個(gè)寬帶儲(chǔ)能作用;類(lèi)似地,輸出濾波電容也用來(lái)儲(chǔ)存來(lái)自輸出整流器的高頻能量,同時(shí)消除輸出負(fù)載回路的直流能量。所以,輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要,輸入及輸出電流回路應(yīng)分別只從濾波電容的接線端連接到電源;如果在輸入/輸出回路和電源開(kāi)關(guān)/整流回路之間的連接無(wú)法與電容的接線端直接相連,交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。電源開(kāi)關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流,這些電流中諧波成分很高,其頻率遠(yuǎn)大于開(kāi)關(guān)基頻,峰值幅度可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍,過(guò)渡時(shí)間通常約為50ns。這兩個(gè)回路最容易產(chǎn)生電磁干擾,因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路,每個(gè)回路的三種主要的元件濾波電容、電源開(kāi)關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰地進(jìn)行放置,調(diào)整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。
在基于信號(hào)完整性計(jì)算機(jī)分析的PCB設(shè)計(jì)方法中,最為核心的部分就是PCB板級(jí)信號(hào)完整性模型的建立,這是與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的區(qū)別之處。SI模型的正確性將決定設(shè)計(jì)的正確性,而SI模型的可建立性則決定了這種設(shè)計(jì)方法的可行性。目前構(gòu)成器件模型的方法有兩種:一種是從元器件的電學(xué)工作特性出發(fā),把元器件看成‘黑盒子’,測(cè)量其端口的電氣特性,提取器件模型,而不涉及器件的工作原理,稱為行為級(jí)模型。這種模型的代表是IBIS模型和S參數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是建模和使用簡(jiǎn)單方便,節(jié)約資源,適用范圍廣泛,特別是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級(jí)模型是一個(gè)選擇。缺點(diǎn)是精度較差,一致性不能保證,受測(cè)試技術(shù)和精度的影響。另一種是以元器件的工作原理為基礎(chǔ),從元器件的數(shù)學(xué)方程式出發(fā),得到的器件模型及模型參數(shù)與器件的物理工作原理有密切的關(guān)系。SPICE 模型是這種模型中應(yīng)用最廣泛的一種。其優(yōu)點(diǎn)是精度較高,特別是隨著建模手段的發(fā)展和半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和規(guī)范,人們已可以在多種級(jí)別上提供這種模型,滿足不同的精度需要。缺點(diǎn)是模型復(fù)雜,計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。一般驅(qū)動(dòng)器和接收器的模型由器件廠商提供,傳輸線的模型通常從場(chǎng)分析器中提取,封裝和連接器的模型即可以由場(chǎng)分析器提取,又可以由制造廠商提供。在電子設(shè)計(jì)中已經(jīng)有多種可以用于PCB板級(jí)信號(hào)完整性分析的模型,其中最為常用的有三種,分別是SPICE、IBIS和Verilog-AMS、VHDL-AMS。
在高速設(shè)計(jì)中,可控阻抗板和線路的特性阻抗問(wèn)題困擾著許多中國(guó)工程師。本文通過(guò)簡(jiǎn)單而且直觀的方法介紹了特性阻抗的基本性質(zhì)、計(jì)算和測(cè)量方法。在高速設(shè)計(jì)中,可控阻抗板和線路的特性阻抗是最重要和最普遍的問(wèn)題之一。首先了解一下傳輸線的定義:傳輸線由兩個(gè)具有一定長(zhǎng)度的導(dǎo)體組成,一個(gè)導(dǎo)體用來(lái)發(fā)送信號(hào),另一個(gè)用來(lái)接收信號(hào)(切記“回路”取代“地”的概念)。在一個(gè)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(gè)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(gè)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(jiǎn)單的方法是看信號(hào)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(dòng)時(shí),這類(lèi)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(gè)電壓波信號(hào)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(gè)信號(hào)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(lái)衡量。圖2是該電壓信號(hào)的傳輸示意圖。Zen的方法是先“產(chǎn)生信號(hào)”,然后沿著這條傳輸線以6英寸/納秒的速度傳播。第Y個(gè)0.01納秒前進(jìn)了0.06英寸,這時(shí)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(gè)導(dǎo)體之間的1伏電壓差,而這兩個(gè)導(dǎo)體又組成了一個(gè)電容器。在下一個(gè)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(dòng)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(duì)傳輸線路的另外一段進(jìn)行充電,然后信號(hào)開(kāi)始沿著這一段傳播。電荷來(lái)自傳輸線前端的電池,當(dāng)沿著這條線移動(dòng)時(shí),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(shí)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(hào)波的前端,交流電流通過(guò)上、下線路組成的電容,結(jié)束整個(gè)循環(huán)過(guò)程。