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江苏专业PCB电路板生产厂

2019-11-07
江苏专业PCB电路板生产厂

1.寄生电容过孔本身存在着对地或电源的寄生电容,如果已知过孔在内层上的隔离孔直径为D2;过孔焊盘的直径为D1;PCB的厚度为T;板基材的相对介电常数为ε;过孔的寄生电容延Κ了电路中信号的上升时问,降低了电路的速度。如果一块厚度为25mil的PCB,使用内径为10mil,焊盘直径为20mil的过孔,内层电气间隙宽度为32mil时,可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致为0.259 pF。如果走线的特性阻抗为30Ω,则该寄生电容引起的信号上升时间延长量。系数1/2是因为过孔在走线的中途。从这些数值可以看出,尽管单个过孔的寄生电容引起的上升沿变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换,设计者还是要慎重考虑的。2.寄生电感过孔还具有与其高度和直径直接相关的串联寄生电感。若九是过孔的高度;d是中心钻孔的直径;则过孔的寄生电感L近似为在高速数字电路的设计中,寄生电感带来的危害超过寄生电容的影响。过孔的寄生串联电感会削弱旁路电容在电源或地平面滤除噪声的作用,减弱整个电源系统的滤波效用c因此旁路和去耦电容的过孔应该尽可能短,以使其电感值最小。通过上面对过孔寄生特性的分析,为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响,在进行高速PCB设计时应尽量做到:· 尽量减少过孔,尤其是时钟信号走线;· 使用较薄的PCB有利于减小过孔的两种寄生参数;· 过孔阻抗应该尽可能与其连接的走线的阻抗相匹配,以便减小信号的反射;

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一.PCB高频板的定义高频板是指电磁频率较高的特种线路板,用于高频率(频率大于300MHZ或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)领域的PCB,是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工序或者采用特殊处理方法而生产的电路板。一般来说,高频板可定义为频率在1GHz以上线路板。随着科学技术的快速发展,越来越多的设备设计是在微波频段(>1GHZ)甚至与毫米波领域(30GHZ)以上的应用,这也意味着频率越来越高,对线路板的基材的要求也越来越高。比如说基板材料需要具有优良的电性能,良好的化学稳定性,随电源信号频率的增加在基材上的损失要求非常小,所以高频板材的重要性就凸现出来了。二.PCB高频板应用领域2.1移动通讯产品2.2功放、低噪声放大器等2.3功分器、耦和器、双工器、滤波器等无源器件2.4汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等领域。电子设备高频化是发展趋势。三.高频板的分类3.1粉末陶瓷填充热固性材料A、生产厂家:Rogers公司的4350B/4003CArlon公司的25N/25FRTaconic公司的TLG系列B、加工方法:和环氧树脂/玻璃编织布(FR4)类似的加工流程,只是板材比较脆,容易断板,钻孔和锣板时钻咀和锣刀寿命要减少20%。

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随着集成电路输出开关速度提高以及PCB板密度增加,信号完整性已经成为高速数字PCB设计必须关心的问题之一。元器件和PCB板的参数、元器件在PCB板上的布局、高速信号的布线等因素,都会引起信号完整性问题,导致系统工作不稳定,甚至完全不工作。如何在PCB板的设计过程中充分考虑到信号完整性的因素,并采取有效的控制措施,已经成为当今PCB设计业界中的一个热门课题。基于信号完整性计算机分析的高速数字PCB板设计方法能有效地实现PCB设计的信号完整性。1. 信号完整性问题概述信号完整性(SI)是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。如果电路中信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC,则该电路具有较好的信号完整性。反之,当信号不能正常响应时,就出现了信号完整性问题。从广义上讲,信号完整性问题主要表现为5个方面:延迟、反射、串扰、同步切换噪声(SSN)和电磁兼容性(EMI)。延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输,信号从发送端发出到达接收端,其间存在一个传输延迟。信号的延迟会对系统的时序产生影响,在高速数字系统中,传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。另外,当PCB板上导线(高速数字系统中称为传输线)的特征阻抗与负载阻抗不匹配时,信号到达接收端后有一部分能量将沿着传输线反射回去,使信号波形发生畸变,甚至出现信号的过冲和下冲。信号如果在传输线上来回反射,就会产生振铃和环绕振荡。

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在高速设计中,可控阻抗板和线路的特性阻抗问题困扰着许多中国工程师。本文通过简单而且直观的方法介绍了特性阻抗的基本性质、计算和测量方法。在高速设计中,可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最普遍的问题之一。首先了解一下传输线的定义:传输线由两个具有一定长度的导体组成,一个导体用来发送信号,另一个用来接收信号(切记“回路”取代“地”的概念)。在一个多层板中,每一条线路都是传输线的组成部分,邻近的参考平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“性能良好”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中保持恒定。线路板成为“可控阻抗板”的关键是使所有线路的特性阻抗满足一个规定值,通常在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中,传输线性能良好的关键是使它的特性阻抗在整条线路中保持恒定。但是,究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最简单的方法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条具有同样横截面传输线移动时,这类似图1所示的微波传输。假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中,如把1伏特的电池连接到传输线的前端(它位于发送线路和回路之间),一旦连接,这个电压波信号沿着该线以光速传播,它的速度通常约为6英寸/纳秒。当然,这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差,它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。图2是该电压信号的传输示意图。Zen的方法是先“产生信号”,然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒的速度传播。第Y个0.01纳秒前进了0.06英寸,这时发送线路有多余的正电荷,而回路有多余的负电荷,正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1伏电压差,而这两个导体又组成了一个电容器。在下一个0.01纳秒中,又要将一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1伏特,这必须加一些正电荷到发送线路,而加一些负电荷到接收线路。每移动0.06英寸,必须把更多的正电荷加到发送线路,而把更多的负电荷加到回路。每隔0.01纳秒,必须对传输线路的另外一段进行充电,然后信号开始沿着这一段传播。电荷来自传输线前端的电池,当沿着这条线移动时,就给传输线的连续部分充电,因而在发送线路和回路之间形成了1伏特的电压差。每前进0.01纳秒,就从电池中获得一些电荷(±Q),恒定的时间间隔(±t)内从电池中流出的恒定电量(±Q)就是一种恒定电流。流入回路的负电流实际上与流出的正电流相等,而且正好在信号波的前端,交流电流通过上、下线路组成的电容,结束整个循环过程。

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江苏PCB电路板产生网络表:网络表是电路原理图设计(SCH)与印制电路板设计(PCB)之间的一座桥梁,它是电路板自动的灵魂。专业PCB电路板网络表可以从电路原理图中获得,也可从印制电路板中提取出来。(3)印制电路板的设计:印制电路板的设计主要是针对PROTEL99的另外一个重要的部分PCB而言的,在这个过程中,我们借助PROTEL99提供的强大功能实现电路板的版面设计,完成高难度的等工作。但在实践中,具体主要以下面细分步骤为主:一、电路版设计的先期工作1、利用原理图设计工具绘制原理图,并且生成对应的网络表。当然,有些特殊情况下,如电路版比较简单,已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计,直接进入PCB设计系统,在PCB设计系统中,可以直接取用零件封装,人工生成网络表。2、手工更改网络表将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上,没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致,特别是二、三极管等。二、画出自己定义的非标准器件的封装库建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB库专用设计文件。三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等1、进入PCB系统后的第Y步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,版层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人的习惯,以后无须再去修改。2、规划电路版,主要是确定电路版的边框,包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm的螺丝可用6.5~8mm的外径和3.2~3.5mm内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCBizard中调入。注意-在绘制电路版地边框前,一定要将当前层设置成KeepOut层,即禁止布线层。四、打开所有要用到的PCB库文件后,调入网络表文件和修改零件封装这一步是非常重要的一个环节,网络表是PCB自动布线的灵魂,也是原理图设计与印象电路版设计的接口,只有将网络表装入后,才能进行电路版的布线。在原理图设计的过程中,ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此,原理图设计时,零件的封装可能被遗忘,在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。当然,可以直接在PCB内人工生成网络表,并且指定零件封装。

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覆铜,就是将PCB上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。敷铜的意义在于,减小地线阻抗,提高抗干扰能力;降低压降,提高电源效率;还有,与地线相连,减小环路面积。如果PCB的地较多,有SGND、AGND、GND,等等,如何覆铜?我的做法是,根据PCB板面位置的不同,分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜,数字地和模拟地分开来敷铜自不多言。同时在覆铜之前,首先加粗相应的电源连线:V5.0V、V3.6V、V3.3V(SD卡供电),等等。这样一来,就形成了多个不同形状的多变形结构。覆铜需要处理好几个问题:一是不同地的单点连接,二是晶振附近的覆铜,电路中的晶振为一高频发射源,做法是在环绕晶振敷铜,然后将晶振的外壳另行接地。三是孤岛(死区)问题,如果觉得很大,那就定义个地过孔添加进去也费不了多大的事。另外,大面积覆铜好还是网格覆铜好,不好一概而论。为什么呢?大面积覆铜,如果过波峰焊时,板子就可能会翘起来,甚至会起泡。从这点来说,网格的散热性要好些。通常是高频电路对抗干扰要求高的多用网格,低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。补充下:在数字电路中,特别是带MCU的电路中,兆级以上工作频率的电路,敷铜的作用就是为了降低整个地平面的阻抗。更具体的处理方法我一般是这样来操作的:各个核心模块(也都是数字电路)在允许的情况下也会分区敷铜,然后再用线把各个敷铜连接起来,这样做的目的也是为了减小各级电路之间的影响。对于数字电路模拟电路 混合的电路,地线的独立走线,以及到最后到电源滤波电容处的汇总就不多说了,大家都清楚。不过有一点:模拟电路里的地线分布,很多时候不能简单敷成一片铜皮就了事,因为模拟电路里很注重前后级的互相影响,而且模拟地也要求单点接地,所以能不能把模拟地敷成铜皮还得根据实际情况处理。(这就要求对所用到的模拟IC的一些特殊性能还是要了解的)

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