浙江厂家电路板组装测试在高速设计中，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。电路板组装测试生产商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。

大量涉及蚀刻面的质量问题都集中在上板面被蚀刻的部分，而这些问题来自于蚀刻剂所产生的胶状板结物的影响。对这一点的了解是十分重要的，因胶状板结物堆积在铜表面上。一方面会影响喷射力，另一方面会阻档了新鲜蚀刻液的补充，使蚀刻的速度被降低。正因胶状板结物的形成和堆积，使得基板上下面的图形的蚀刻程度不同，先进入的基板因堆积尚未形成，蚀刻速度较快， 故容易被彻底地蚀刻或造成过腐蚀，而后进入的基板因堆积已形成，而减慢了蚀刻的速度。蚀刻设备的维护维护蚀刻设备的最关键因素就是要保证喷嘴的高清洁度及无阻塞物，使喷嘴能畅顺地喷射。阻塞物或结渣会使喷射时产生压力作用，冲击板面。而喷嘴不清洁，则会造成蚀刻不均匀而使整块电路板报废。明显地，设备的维护就是更换破损件和磨损件，因喷嘴同样存在着磨损的问题，所以更换时应包括喷嘴。此外，更为关键的问题是要保持蚀刻机没有结渣，因很多时结渣堆积过多会对蚀刻液的化学平衡产生影响。同样地，如果蚀刻液出现化学不平衡，结渣的情况就会愈加严重。蚀刻液突然出现大量结渣时，通常是一个信号，表示溶液的平衡出现了问题，这时应使用较强的盐酸作适当的清洁或对溶液进行补加。

PCB上的任何一条走线在通过高频信号的情况下都会对该信号造成时延时，蛇形走线的主要作用是补偿“同一组相关”信号线中延时较小的部分，这些部分通常是没有或比其它信号少通过另外的逻辑处理;最典型的就是时钟线，通常它不需经过任何其它逻辑处理，因而其延时会小于其它相关信号。高速数字PCB板的等线长是为了使各信号的延迟差保持在一个范围内,保证系统在同一周期内读取的数据的有效性(延迟差超过一个时钟周期时会错读下一周期的数据),一般要求延迟差不超过1/4时钟周期,单位长度的线延迟差也是固定的,延迟跟线宽,线长,铜厚,板层结构有关,但线过长会增大分布电容和分布电感,使信号质量,所以时钟IC引脚一般都接RC端接,但蛇形走线并非起电感的作用,相反的,电感会使信号中的上升元中的高次谐波相移,造成信号质量恶化,所以要求蛇形线间距最少是线宽的两倍,信号的上升时间越小就越易受分布电容和分布电感的影响.因为应用场合不同具不同的作用,如果蛇形走线在电脑板中出现，其主要起到一个滤波电感的作用，提高电路的抗干扰能力，电脑主机板中的蛇形走线，主要用在一些时钟信号中，如CIClk,AGPClk，它的作用有两点：1、阻抗匹配2、滤波电感。对一些重要信号，如INTEL HUB架构中的HUBLink，一共13根，跑233MHz，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，绕线是解决办法。一般来讲，蛇形走线的线距>=2倍的线宽。PCI板上的蛇行线就是为了适应PCI33MHzClock的线长要求。若在一般普通PCB板中，是一个分布参数的 LC滤波器，还可作为收音机天线的电感线圈，短而窄的蛇形走线可做保险丝等等.

现在市面上流行的EDA工具软件很多，但除了使用的术语和功能键的位置不一样外都大同小异，如何用这些工具更好地实现PCB的设计呢?在开始布线之前对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置将使设计更加符合要求。下面是一般的设计过程和步骤。1、确定PCB的层数电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件，就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。多年来，人们总是认为电路板层数越少成本就越低，但是影响电路板的制造成本还有许多其它因素。近几年来，多层板之间的成本差别已经大大减小。在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布，以避免在设计临近结束时才发现有少量信号不符合已定义的规则以及空间要求，从而被迫添加新层。在设计之前认真的规划将减少布线中很多的麻烦。2、设计规则和限制自动布线工具本身并不知道应该做些什幺。为完成布线任务，布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求，要对所有特殊要求的信号线进行分类，不同的设计分类也不一样。每个信号类都应该有优先级，优先级越高，规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制，这些规则对布线工具的性能有很大影响。认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。

PCB制板热风整平前处理过程的好坏对热风整平的质量影响很大，该工序必须彻底清除焊盘上的油污，杂质及氧化层，为浸锡提供新鲜可焊的铜表面。现在较常采用的前处理工艺是机械式喷淋，首先是硫酸-双氧水微蚀刻，微蚀后浸酸，然后是水喷淋冲洗，热风吹干，喷助焊剂，立即热风整平。前处理不良造成的露铜现象是不分类型批次同时大量出现的，露铜点常常是分布整个板面，在边缘上更是严重。使用放大镜观察前处理后的线路板将发现焊盘上有明显残留的氧化点和污迹。出现类似情况应对微蚀溶液进行化学分析，检查第二道酸洗溶液，调整溶液的浓度更换由于时间使用过长污染严重的溶液，检查喷淋系统是否通畅。适当的延长处理时间也可提高处理效果，但需注意会出现的过腐蚀现象，返工的线路板经热风整平后处理线再在5%的盐酸溶液中处理一下，去除表面的氧化物。2.焊盘表面不洁，有残余的阻焊剂污染焊盘。目前大部份的厂家采用全板丝网印刷液态感光阻焊油墨，然后通过曝光、显影去除多余的阻焊剂，得到时间的阻焊图形。在该过程中，预烘过程控制不好，温度过高时间过长都会造成显影的困难。阻焊底片上是否有缺陷，显影液的成份及温度是否正确，显影时的速度即显影点是否正确，喷嘴是否堵塞及喷嘴的压力是否正常，水洗是否良好，其中任何一点情况都会给焊盘上留下残点。如由于底片的原因形成的露铜一般较有规律性，都在同一点上。该种情况使用放大镜可发现在露铜处有阻焊物质的残留痕迹，PCB设计一般在固化工序前应设立一岗位对图形及金属化孔内部进行检查，保证送到下一工序的印刷线路板的焊盘和金属化孔内清洁无阻焊油墨残留。3.助焊剂活性不够助焊剂的作用是改善铜表面的润湿性，保护层压板表面不过热，且为焊料涂层提供保护作用。如助焊剂活性不够，铜表面润湿性不好，焊料就不能完全覆盖焊盘，其露铜现象与前处理不佳类似，延长前处理时间可减轻露铜现象。现在的助焊剂几乎全为酸性助焊剂，内含有酸性添加剂，如酸性过高会产生咬铜现象严重，造成焊料中的铜含量高引起铅锡粗糙;酸性过低，则活性弱，会导致露铜。如铅锡槽中的铜含量大要及时除铜。工艺技术人员选择一个质量稳定可靠的助焊剂对热风整平有重要的影响，优良的助焊剂的是热风整平质量的保证。