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。

日常维护与保养方法1、槽体的维护与保养垂直电镀线与水平电镀线的主要区别在于电路板的运送方式不同，而对于槽体的维护及保养方法本质上相差不大。7d要对各水洗槽进行一次清洗对酸洗槽，进行一次清洗并更换其槽液;对槽体内的喷淋装置进行一次检查，查看有无出现阻塞情况，对出现阻塞情况的要及时进行疏通;对镀铜槽、镀锡槽上的导电支座及阳极与火线接触位，进行一次清洁清洁时可用抹布擦拭及砂纸进行打磨;对镀铜槽、镀锡槽的钛篮、锡条篮进行一次检查，更换烂的钛篮袋、锡条篮，并添加铜球、锡条，在7d添加完铜球、锡条后，须对电镀铜槽、电镀锡槽进行电解。7d还要使用高、低电流方式进行试生产，使新添加铜球、锡条完后，生产的性能稳定后再进行生产。每90要对铜球及阳极袋进行一次清洗。每120~150d使用活性碳对槽液进行一次过滤清洁，滤去槽液中的杂质，对锡槽进行一次清洗。2、垂直电镀线振动机构的维护与保养在垂直电镀上，为保证电镀时面铜的均匀性及孔铜的效果，会对板进行振动摇摆，槽体上会有振动摇摆机构。30d要对减速机进行检查，看其是否运转正常，检查其紧固性;要检查震动安装马达螺栓的紧固性;检查震动橡胶的磨损情况，对于磨损比较严重的，要进行及时的更换。180d对接线盒内的电源线接触情形进行检查，对出现接头松动要及时加以紧固，对电线绝缘层熔化或老化的电源线，要及时进行更换电源线，保证电源线之间的绝缘性;要对振动机构上的所有轴承进行一次检查，上一次润滑脂，对严重磨损的轴承要进行及时的更换。3、垂直电镀线行车的维护与保养垂直电镀线是采用行车、挂具对电路板进行传送。每周要对吊车及挂具进行一次清洁(行车及挂具不用拆卸)，使其外观保持整洁，清洁时可使用抹布抹洗，并使用砂纸打磨。30d对挂具进行一次检查，查看挂具的破损情况;对行车的电机及减速机进行一次检查和维护，查看其整个传动装置，保证其正常运行。180d对行车及挂具进行一次深入的清洁及保养，要将挂具从行车上拆卸下来进行清洁。

从IC芯片的发展及封装形式来看，芯片体积越来越小、引脚数越来越多;同时，由于近年来IC工艺的发展，使得其速度也越来越高。这就带来了一个问题，即电子设计的体积减小导致电路的布局布线密度变大，而同时信号的频率还在提高，从而使得如何处理高速信号问题成为一个设计能否成功的关键因素。随着电子系统中逻辑复杂度和时钟频率的迅速提高，信号边沿不断变陡，印刷电路板的线迹互连和板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。对于低频设计，线迹互连和板层的影响可以不考虑，但当频率超过50 MHz时，互连关系必须考虑，而在*定系统性能时还必须考虑印刷电路板板材的电参数。因此，高速系统的设计必须面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性(Signal Integrity，SI)问题。当硬件工作频率增高后，每一根布线网络上的传输线都可能成为发射天线，对其他电子设备产生电磁辐射或与其他设备相互干扰，从而使硬件时序逻辑产生混乱。电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)的标准提出了解决硬件实际布线网络可能产生的电磁辐射干扰以及本身抵抗外部电磁干扰的基本要求。1 高速数字电路设计的几个基本概念在高速数字电路中，由于串扰、反射、过冲、振荡、地弹、偏移等信号完整性问题，本来在低速电路中无需考虑的因素在这里就显得格外重要;另外，随着现有电气系统耦合结构越来越复杂，电磁兼容性也变成了一个不能不考虑的问题。要解决高速电路设计的问题，首先需要真正明白高速信号的概念。高速不是就频率的高低来说的，而是由信号的边沿速度决定的，一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号。即使在工作频率不高的系统中，也会出现信号完整性的问题。这是由于随着集成电路工艺的提高，所用器件I/O端口的信号边沿比以前更陡更快，因此在工作时钟不高的情况下也属于高速器件，随之带来了信号完整性的种种问题。

解决EMI问题的办法很多，现代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂层、选用合适的EMI抑制零配件和EMI仿真设计等。本文从最基本的PCB布板出发，讨论PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用和设计技巧。电源汇流排在IC的电源引脚附近合理地安置适当容量的电容，可使IC输出电压的跳变来得更快。然而，问题并非到此为止。由于电容呈有限频率响应的特性，这使得电容无法在全频带上生成干净地驱动IC输出所需要的谐波功率。除此之外，电源汇流排上形成的瞬态电压在去耦路径的电感两端会形成电压降，这些瞬态电压就是主要的共模EMI干扰源。我们应该怎么解决这些问题?就我们电路板上的IC而言，IC周围的电源层可以看成是优良的高频电容器，它可以收集为干净输出提供高频能量的分立电容器所泄漏的那部份能量。此外，优良的电源层的电感要小，从而电感所合成的瞬态信号也小，进而降低共模EMI。当然，电源层到IC电源引脚的连线必须尽可能短，因为数位信号的上升沿越来越快，最好是直接连到IC电源引脚所在的焊盘上，这要另外讨论。为了控制共模EMI，电源层要有助于去耦和具有足够低的电感，这个电源层必须是一个设计相当好的电源层的配对。有人可能会问，好到什么程度才算好?问题的答案取决于电源的分层、层间的材料以及工作频率(即IC上升时间的函数)。通常，电源分层的间距是6mil，夹层是FR4材料，则每平方英寸电源层的等效电容约为75pF。显然，层间距越小电容越大。

开发SMT插件在PCB板的设计当中，可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。在设计过程中，开发SMT插件生产商通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。通过调整PCB布局布线，能够很好地防范ESD。以下是一些常见的防范措施。1、尽可能使用多层PCB相对于双面PCB而言，地平面和电源平面，以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合，使之达到双面PCB的1/10到1/100。尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB，可以考虑使用内层线。2、对于双面PCB来说，要采用紧密交织的电源和地栅格。电源线紧靠地线，在垂直和水平线或填充区之间，要尽可能多地连接。一面的栅格尺寸小于等于60mm，如果可能，栅格尺寸应小于13mm。3、确保每一个电路尽可能紧凑。4、尽可能将所有连接器都放在一边。5、在每一层的机箱地和电路地之间，要设置相同的“隔离区”;如果可能，保持间隔距离为0.64mm。6、PCB装配时，不要在顶层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。

这里主要是说了从PCB设计封装来解析选择元件的技巧。元件的封装包含很多信息，包含元件的尺寸，特别是引脚的相对位置关系，还有元件的焊盘类型。当然我们根据元件封装选择元件时还有一个要注意的地方是要考虑元件的外形尺寸。引脚位置关系：主要是指我们需要将实际的元件的引脚和PCB元件的封装的尺寸对应起来。我们选择不同的元件，虽然功能相同，但是元件的封装很可能不一样。我们需要保证PCB焊盘尺寸位置正确才能保证元件能正确焊接。焊盘的选择：这个是我们需要考虑的比较多的地方。首先包括焊盘的类型。其类型包括两种，一是电镀通孔，一种是表贴类型。我们需要考虑的因素有器件成本、可用性、器件面积密度和功耗等因数。从制造角度看，表贴器件通常要比通孔器件便宜，而且一般可用性较高。对于我们一般设计来说，我们选择表贴元件，不仅方便手工焊接，而且有利于查错和调试过程中更好的连接焊盘和信号。其次我们还应该注意焊盘的位置。因为不同的位置，就代表元件实际当中不同的位置。我们如果不合理安排焊盘的位置，很有可能就会出现一个区域元件过密，而另外一个区域元件很稀疏的情况，当然情况更糟糕的是由于焊盘位置过近，导致元件之间空隙过小而无法焊接，下面就是我失败的一个例子，我在一个光耦开关旁边开了通孔，但是由于它们的位置过近，导致光耦开关焊接上去以后，通孔无法再放置螺丝了。另外一种情况就是我们要考虑焊盘如何焊接。在实际过程中我们常按一个特定的方向排列焊盘，焊接起来比较方便。元件的外形尺寸：在实际应用当中，一些元件(如有极性电容)可能有高度净空限制，所以我们需要在元件选择过程中加以考虑。我们在最初开始设计时，可以先画一个基本的电路板外框形状，然后放置上一些计划要使用的大型或位置关键元件(如连接器)。这样，就能直观快速地看到(没有布线的)电路板虚拟透视图，并给出相对精确的电路板和元器件的相对定位和元件高度。这将有助于确保PCB经过装配后元件能合适地放进外包装(塑料制品、机箱、机框等)内。当然我们还可以从工具菜单中调用三维预览模式浏览整块电路板。对于元件的选择，除了要依据设计要求外，还要选择正规厂家所生产的产品，这样才能保证实现你的设计目标。