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%。
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PCI 33MHzClock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.
在PCB(印制电路板)中,印制导线用来实现电路元件和器件之间电气连接,是PCB中的重要组件,PCB导线多为铜线,铜自身的物理特性也导致其在导电过程中必然存在一定的阻抗,导线中的电感成分会影响电压信号的传输,而电阻成分则会影响电流信号的传输,在高频线路中电感的影响尤为严重,因此,在PCB设计中必须注意和消除印制导线阻抗所带来的影响。1印制导线产生干扰的原因PCB上的印制导线通电后在直流或交流状态下分别对电流呈现电阻或感抗,而平行导线之间存在电感效应,电阻效应,电导效应,互感效应;一根导线上的变化电流必然影响另一根导线,从而产生干扰;PCB板外连接导线甚至元器件引线都可能成为发射或接收干扰信号的天线。印制导线的直流电阻和交流阻抗可以通过公式和公式来计算,R=PL/S和XL=2πfL式中L为印制导线长度(m),s为导线截面积(mm2),ρ为铜的电阻率,TT为常数,f为交流频率。正是由于这些阻抗的存在,从而产生一定的电位差,这些电位差的存在,必然会带来干扰,从而影响电路的正常工作。2 PCB电流与导线宽度的关系PCB导线宽度与电路电流承载值有关,一般导线越宽,承载电流的能力越强。在实际的PCB制作过程中,导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜,它的最小值以承受的电流大小而定,导线宽度和间距可取0.3mm(12mil)。导线的宽度在大电流的情况下还要考虑其温升问题。PCB设计铜铂厚度、线宽
江西专业贴片SMT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,贴片SMT加工厂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。
PCB设计是一个细致的工作,需要的就是细心和耐心。刚开始做设计的新手经常犯的错误就是一些细节错误。器件管脚弄错了,器件封装用错了,管脚顺序画反了等等,有些可以通过飞线来解决,有些可能就让一块板子直接变成了废品。画封装的时候多检查一遍,投板之前把封装打印出来和实际器件比一下,多看一眼,多检查一遍不是强迫症,只是让这些容易犯的低级错误尽量避免。否则设计的再好看的板子,上面布满飞线,也就远谈不上优秀了。(二) 学会设置规则其实现在不光高级的PCB设计软件需要设置布线规则,一些简单易用的PCB工具同样可以进行规则设置。人脑毕竟不是机器,那就难免会有疏忽有失误。所以把一些容易忽略的问题设置到规则里面,让电脑帮助我们检查,尽量避免犯一些低级错误。另外,完善的规则设置能更好的规范后面的工作。所谓磨刀不误砍柴工,板子的规模越复杂规则设置的重要性越突出。现在很多EDA工具都有自动布线功能,如果规则设置足够详细,让工具自己帮你去设计,你在一旁喝杯咖啡,不是更惬意的事情吗?(三) 为别人考虑的越多,自己的工作越少在进行PCB设计的时候,尽量多考虑一些最终使用者的需求。比如,如果设计的是一块开发板,那么在进行PCB设计的时候就要考虑放置更多的丝印信息,这样在使用的时候会更方便,不用来回的查找原理图或者找设计人员支持了。如果设计的是一个量产产品,那么就要更多的考虑到生产线上会遇到的问题,同类型的器件尽量方向一致,器件间距是否合适,板子的工艺边宽度等等。这些问题考虑的越早,越不会影响后面的设计,也可以减少后面支持的工作量和改板的次数。看上去开始设计上用的时间增加了,实际上是减少了自己后续的工作量。在板子空间信号允许的情况下,尽量放置更多的测试点,提高板子的可测性,这样在后续调试阶段同样能节省更多的时间,给发现问题提供更多的思路。