在基于信号完整性计算机分析的PCB设计方法中,最为核心的部分就是PCB板级信号完整性模型的建立,这是与传统的设计方法的区别之处。SI模型的正确性将决定设计的正确性,而SI模型的可建立性则决定了这种设计方法的可行性。目前构成器件模型的方法有两种:一种是从元器件的电学工作特性出发,把元器件看成‘黑盒子’,测量其端口的电气特性,提取器件模型,而不涉及器件的工作原理,称为行为级模型。这种模型的代表是IBIS模型和S参数。其优点是建模和使用简单方便,节约资源,适用范围广泛,特别是在高频、非线性、大功率的情况下行为级模型是一个选择。缺点是精度较差,一致性不能保证,受测试技术和精度的影响。另一种是以元器件的工作原理为基础,从元器件的数学方程式出发,得到的器件模型及模型参数与器件的物理工作原理有密切的关系。SPICE 模型是这种模型中应用最广泛的一种。其优点是精度较高,特别是随着建模手段的发展和半导体工艺的进步和规范,人们已可以在多种级别上提供这种模型,满足不同的精度需要。缺点是模型复杂,计算时间长。一般驱动器和接收器的模型由器件厂商提供,传输线的模型通常从场分析器中提取,封装和连接器的模型即可以由场分析器提取,又可以由制造厂商提供。在电子设计中已经有多种可以用于PCB板级信号完整性分析的模型,其中最为常用的有三种,分别是SPICE、IBIS和Verilog-AMS、VHDL-AMS。
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。
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。
河北专业PCB铝基板尤其在使用高速数据网络时,拦截大量信息所需要的时间显著低于拦截低速数据传输所需要的时间。专业PCB铝基板数据双绞线中的绞合线对在低频下可以靠自身的绞合来抵抗外来干扰及线对之间的串音,但在高频情况下(尤其在频率超过250MHz以上时),仅靠线对绞合已无法达到抗干扰的目的,只有屏蔽才能够抵抗外界干扰。电缆屏蔽层的作用就像一个法拉第护罩,干扰信号会进入到屏蔽层里,但却进入不到导体中。因此,数据传输可以无故障运行。由于屏蔽电缆比非屏蔽电缆具有较低的辐射散发,因而防止了网络传输被拦截。屏蔽网络(屏蔽的电缆及元器件)能够显著减小进入到周围环境中而可能被拦截的电磁能辐射等级。不同干扰场的屏蔽选择干扰场主要有电磁干扰及射频干扰两种。电磁干扰(EMI)主要是低频干扰,马达、荧光灯以及电源线是通常的电磁干扰源。射频干扰(RFI)是指无线频率干扰,主要是高频干扰。无线电、电视转播、雷达及其他无线通讯是通常的射频干扰源。对于抵抗电磁干扰,选择编织屏蔽最为有效,因其具有较低的临界电阻;对于射频干扰,箔层屏蔽最有效,因编织屏蔽依赖于波长的变化,它所产生的缝隙使得高频信号可自由进出导体;而对于高低频混合的干扰场,则要采用具有宽带覆盖功能的箔层加编织网的组合屏蔽方式。通常,网状屏蔽覆盖率越高,屏蔽效果就越好。