PCB(printed circuit board)即印制线路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通信电子设备只要有集成电路等电子元件,为了使各个元件之间的电气互连,都要使用印制板。印制线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成,具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以代替复杂的布线,实现电路中各元件之间的电气连接,不仅简化了电子产品的装配、焊接工作,减少传统方式下的接线工作量,减轻工人的劳动强度;而且缩小了整机体积,降低产品成本,提高电子设备的质量和可靠性。印制线路板具有良好的产品一致性,它可以采用标准化设计,有利于在生产过程中实现机械化和自动化。同时,整块经过装配调试的印制线路板可以作为一个单独的备件,便于整机产品的互换与维修。目前,印制线路板已经极其广地应用在电子产品的生产制造中。分布类型(大铜箔层、线路层)的对称。无锡多层PCB设计
PCB板上多长的走线才是传输线?传输线的定义是有信号回流的信号线(由两条一定长度导线组成,一条是信号传播路径,另一条是信号返回路径),常见的传输线也就是我们PCB板上的走线。那么,PCB板上多长的走线才是传输线呢?
PCB板上多长的走线才是传输线?
这和信号的传播速度有关,在FR4板材上铜线条中信号速度为6in/ns。简单的说,只要信号在走线上的往返时间大于信号的上升时间,PCB上的走线就应当做传输线来处理。我们看信号在一段长走线上传播时会发生什么情况。假设有一段60英寸长的PCB走线,返回路径是PCB板内层靠近信号线的地平面,信号线和地平面间在远端开路。 无锡多层PCB设计蛇形走线,因为应用场合不同而具不同的作用;
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。
PCB板短路
这是直接造成PCB板无法工作的常见故障之一,而造成这种问题的原因有很多,下面我们逐一进行分析。1)造成PCB短路的原因,是焊垫设计不当,此时可以将圆形焊垫改为椭圆形,加大点与点之间的距离,防止短路。2)PCB零件方向的设计不适当,也同样会造成板子短路,无法工作。如SOIC的脚如果与锡波平行,便容易引起短路事故,此时可以适当修改零件方向,使其与锡波垂直。3)还有一种可能性也会造成PCB的短路故障,那就是自动插件弯脚。由于IPC规定线脚的长度在2mm以下及担心弯脚角度太大时零件会掉,故易因此而造成短路,需将焊点离开线路2mm以上。除了上面提及的3种原因之外,还有一些原因也会导致PCB板的短路故障,例如基板孔太大、锡炉温度太低、板面可焊性不佳、阻焊膜失效、板面污染等,都是比较常见的故障原因,工程师可以对比以上原因和发生故障的情况逐一进行排除和检查。 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;
所谓“不以规矩,不能成方圆”,PCB设计同样也是如此。工程师在进行PCBLayout时,有些“规矩”是必须要大家遵循的。
1、了解制造厂商的制造规范-线宽,线间距,过孔要求及层数要求。
2、过孔、线宽、安全间距避免采用极限值。
3、规则优先:若有规则存在,则优先布置有规则要求的信号线,然后布置非关键信号线。
4、关键信号线优先:电源、摸拟信号、高速信号、时钟信号、差分信号和同步信号等关键信号优先布线。
5、密度优先:从单板上连接关系复杂的器件着手布线,从单板上连线密集的区域开始布线。 尽量避免两信号层直接相邻;无锡多层PCB设计
任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;无锡多层PCB设计
作为一名合格的PCB设计工程师,我们不仅要掌握高速PCB设计技能,还需要对其他相关知识有所了解,比如高速PCB材料的选择。这是因为,PCB材料的选择错误也会对高速数字电路的信号传输性能造成不良影响。一般高速PCB材料要求如下:1、低损耗、耐CAF/耐热性及机械韧(粘)性(可靠性好)2、稳定的Dk/Df参数(随频率及环境变化系数小)3、材料厚度及胶含量公差小(阻抗控制好)4、低铜箔表面粗糙度(减小损耗)5、尽量选择平整开窗小的玻纤布(减小skew和损耗)无锡多层PCB设计
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