高速PCB中的过孔设计
在高速PCB设计中,看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,PCB工程师在设计中可以尽量做到:
(1)选择合理的过孔尺寸。对于多层一般密度的PCB设计来说,选用0.25mm/0.51mm/0.91mm(钻孔/焊盘/POWER隔离区)的过孔较好;对于一些高密度的PCB也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm的过孔,也可以尝试非穿导孔;对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗;
(2)POWER隔离区越大越好,考虑PCB上的过孔密度,一般为D1=D2+0.41;
(3)PCB上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量减少过孔;
(4)使用较薄的PCB有利于减小过孔的两种寄生参数;
(5)电源和地的管脚要就近过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗;
(6)在信号换层的过孔附近放置一些接地过孔,以便为信号提供短距离回路。 可以通过走蛇形线来解决等长的问题,现在大多数的PCB软件都可以自动走等长线,很方便。电源PCB是什么
「PCB设计**」一些和“过孔”有关的疑难问题通孔和盲孔对信号的差异影响有多大?应用的原则是什么?答:采用盲孔或埋孔是提高多层板密度、减少层数和板面尺寸的有效方法,并减少了镀覆通孔的数量。但相比较而言,通孔在工艺上好实现,成本较低,所以一般设计中都使用通孔。可否解释下线宽和与之匹配的过孔的大小比例关系?答:这个很难说有一个简单的比例关系,因为他两的模拟不一样。一个是面传输一个是环状传输。可以在网上找一个过孔的阻抗计算软件,然后保持过孔的阻抗和传输线的阻抗一致就行。电源PCB是什么印制导线布线层数根据需要确定。布线占用通道比一般应在50%以上;
添加测试点会不会影响高速信号的质量?
会不会影响信号质量要看加测试点的方式和信号到底多快而定。基本上外加的测试点(不用线上既有的穿孔(viaorDIPpin)当测试点)可能加在线上或是从线上拉一小段线出来。前者相当于是加上一个很小的电容在线上,后者则是多了一段分支。这两个情况都会对高速信号多多少少会有点影响,影响的程度就跟信号的频率速度和信号缘变化率(edgerate)有关。影响大小可透过仿真得知。原则上测试点越小越好(当然还要满足测试机具的要求)分支越短越好。
纸基板:FR-1,FR-2,FR-3等
酚醛纸基板是以酚醛树脂为粘合剂,以木浆纤维布作为表层增强材料。复合基板:CEM-1和CEM-3这类基板主要是CEM系列覆铜板,其中CEM-1(环氧纸基芯料)和CEM-3(环氧玻璃无纺布芯料)是CEM中两种重要的品种。CEM系列板具有良好的加工性,平整度,尺寸稳定性,厚度精确性,它的机械强度,介电性能吸水性,耐金属迁移性等均高于纸基板,而机械强度(CEM-3)约为FR-4的80%,售价低于FR-4板。特殊材料基板(陶瓷,金属等) 布线不怕长,就怕不对称或者有比较大的差,这样容易因为时延造成错误的逻辑。
「PCB设计**」一些和“过孔”有关的疑难问题
温度变化和过孔的阻抗有对应关系吗?
答:温度变化主要影响过孔的可靠性,材料选择是需要考虑材料的CTE值这个参数。
高速PCB,布线过程中过孔的避让如何处理,有什么好的建议?
答:高速PCB,比较好少打过孔,通过增加信号层来解决需要增加过孔的需求。
在走线过孔附近加接地过孔的作用及原理是什么?
答:PCB板的过孔,按其作用分类,可以分为以下几种:1)信号过孔(过孔结构要求对信号影响较小)2)电源、地过孔(过孔结构要求过孔的分布电感较小)3)散热过孔(过孔结构要求过孔的热阻较小)上面所说的过孔属于接地类型的过孔,在走线过孔附近加接地过孔的作用是给信号提供一个较短的回流路径。注意:信号换层的过孔,就是一个阻抗的不连续点,信号的回流路径将从这里断开,为了减小信号的回流路径所包围的面积,必须在信号过孔的周围打一些地过孔提供较短的信号回流路径,减小信号的EMI辐射。这种辐射会随着信号频率的提高而明显增加。 相邻两层导线应布成相互垂直斜交或弯曲走线,以减小寄生电容;电源PCB是什么
数字地与模拟地要单点接地,否则数字地回流会流过模拟地对模拟电路造成干扰。电源PCB是什么
在高速PCB设计中,信号层的空白区域可以敷铜,而多个信号层的敷铜在接地和接电源上应如何分配?
一般在空白区域的敷铜绝大部分情况是接地。只是在高速信号线旁敷铜时要注意敷铜与信号线的距离,因为所敷的铜会降低一点走线的特性阻抗。也要注意不要影响到它层的特性阻抗,例如在dualstripline的结构时。
在高速PCB设计原理图设计时,如何考虑阻抗匹配问题?
在设计高速PCB电路时,阻抗匹配是设计的要素之一。而阻抗值跟走线方式有一定的关系,例如是走在表面层(microstrip)或内层(stripline/doublestripline),与参考层(电源层或地层)的距离,走线宽度,PCB材质等均会影响走线的特性阻抗值。也就是说要在布线后才能确定阻抗值。一般仿真软件会因线路模型或所使用的数学算法的限制而无法考虑到一些阻抗不连续的布线情况,这时候在原理图上只能预留一些terminators(端接),如串联电阻等,来缓和走线阻抗不连续的效应。真正根本解决问题的方法还是布线时尽量注意避免阻抗不连续的发生。 电源PCB是什么
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