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。成本因素Cost,看产品的价格敏感程度,是消费类产品,还是通讯、医疗、工业类的应用。苏州电源PCB
电源PCB设计的经验总结
1、摆放器件的时候,如果遇到一些比较大的电容或者电阻与比较的小的电阻电容一起的时候,选择中心对齐的方式,不要对齐边缘。因为做封装的时候,是进行了焊盘补偿,所以实际中做出焊接时候,是不对齐的,这样就不美观了。
2、在对电源芯片进行布局布线的时候,首先应该下载数据手册进行参考。
3、对于开关电源的布局、布线,就是找输入输出的主回路。就是VIN,VOUT,摆放器件的时候,得紧凑,先大后小(器件的体积)。虽然紧凑,但是得预留出扇孔和铺铜的位置。
4、布局呈一字型,这个是位置充裕的情况下。布线的方式大部分都是铺铜处理,少部分是进行走线,走线起码少10mil起步。如果走线10mil超过焊盘大小,可以先从焊盘走出来,然后在变成10mil走线。 苏州电源PCBPOWER隔离区越大越好,考虑PCB 上的过孔密度,一般为D1=D2+0.41;
知识扩展:PCB材料分类
1、玻璃布基板:FR-4,FR-5由专门用的电子布浸以环氧酚醛环氧树脂经过高温、高压、热压而成的板状压制品。环氧玻璃纤维布基板(俗称:环氧板、玻纤板、纤维板,FR4)。环氧玻纤不基板是以环氧树脂做粘合剂,以电子级玻璃纤维布做增强材料的一类基板。环氧玻纤布覆铜板强度高,耐热性能好,介电性好,基板通孔可金属化,实现双面的多层印刷层与层间的电路导通,环氧玻纤布覆铜板是覆铜板所有品质中用途广,用量大的一类。
一些高速PCB设计的规则分析
在PCB板上,接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置。
原因分析:可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果。
如果接口处既有滤波又有防护电路,应该遵从先防护后滤波的原则。
原因分析:防护电路用来进行外来过压和过流抑制,如果将防护电路放臵在滤波电路之后,滤波电路会被过压和过流损坏。
布局时要保证滤波电路(滤波器)、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合。
原因分析:上述电路的输入输出走线相互耦合时会削弱滤波、隔离或防护效果。 根据PCB生产厂家的加工能力,建议焊盘与焊盘之间间距不小于0.2mm。
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。 布局时参考预布局的结果,根据“先大后小,先难后易”的布局原则。苏州电源PCB
贴片胶点涂或印刷区域内不能有过孔。如采用贴片胶点涂或印刷工艺的CHIP、SOP;苏州电源PCB
PCB开路
当迹线断裂时,或者焊料只在焊盘上而不在元件引线上时,会发生开路。在这种情况下,元件和PCB之间没有粘连或连接。就像短路一样,这些也可能发生在生产过程中或焊接过程中以及其他操作过程中。振动或拉伸电路板,跌落它们或其他机械形变因素都会破坏迹线或焊点。同样,化学或湿气会导致焊料或金属部件磨损,从而导致组件引线断裂。
PCB板上出现暗色及粒状的接点
PCB板上出现暗色或者是成小粒状的接点问题,多半是因于焊锡被污染及溶锡中混入的氧化物过多,形成焊点结构太脆。须注意勿与使用含锡成份低的焊锡造成的暗色混淆。而造成这一问题出现的另一个原因,是加工制造过程中所使用的焊锡本身成份产生变化,杂质含量过多,需加纯锡或更换焊锡。斑痕玻璃起纤维积层物理变化,如层与层之间发生分离现象。但这种情形并非焊点不良。原因是基板受热过高,需降低预热及焊锡温度或增加基板行进速度。 苏州电源PCB
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