軟硬結(jié)合板的優(yōu)缺點:
軟硬結(jié)合板,就是柔性線路板與硬性線路板,經(jīng)過壓合等工序,按相關(guān)工藝要求組合在一起,形成的具有FPC特性與PCB特性的線路板。
因為軟硬結(jié)合板是FPC與PCB的組合,軟硬結(jié)合板的生產(chǎn)應(yīng)同時具備FPC生產(chǎn)設(shè)備與PCB生產(chǎn)設(shè)備。
,由電子工程師根據(jù)需求畫出軟性結(jié)合板的線路與外形,然后,下發(fā)到可以生產(chǎn)軟硬結(jié)合板的工廠,經(jīng)過CAM工程師對相關(guān)文件進行處理、規(guī)劃,然后安排FPC產(chǎn)線生產(chǎn)所需FPC、PCB產(chǎn)線生產(chǎn)PCB,這兩款軟板與硬板出來后,按照電子工程師的規(guī)劃要求,將FPC與PCB經(jīng)過壓合機無縫壓合,再經(jīng)過一系列細(xì)節(jié)環(huán)節(jié),終就制成了軟硬結(jié)合板。
很重要的一個環(huán)節(jié),應(yīng)為軟硬結(jié)合板難度大,細(xì)節(jié)問題多,在出貨之前,一般都要進行全檢,因其價值比較高,以免讓供需雙方造成相關(guān)利益損失。
優(yōu)點:軟硬結(jié)合板同時具備FPC的特性與PCB的特性,因此,它可以用于一些有特殊要求的產(chǎn)品之中,既有一定的撓性區(qū)域,也有一定的剛性區(qū)域,對節(jié)省產(chǎn)品內(nèi)部空間,減少成品體積,提高產(chǎn)品性能有很大的幫助。
缺點:軟硬結(jié)合板生產(chǎn)工序繁多,生產(chǎn)難度大,良品率較低,所投物料、人力較多,因此,其價格比較貴,生產(chǎn)周期比較長。
高速PCB設(shè)計指南之一
篇 PCB布線
在PCB設(shè)計中,布線是完成產(chǎn)品設(shè)計的重要步驟,可以說前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的,在整個PCB中,以布線的設(shè)計過程限定高,技巧細(xì)、工作量大。PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種:自動布線及交互式布線,在自動布線之前,可以用交互式預(yù)先對要求比較嚴(yán)格的線進行布線,輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。
自動布線的布通率,依賴于良好的布局,布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定,包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進的數(shù)目等。一般行探索式布線,快速地把短線連通,然后進行迷宮式布線,先把要布的連線進行全局的布線路徑優(yōu)化,它可以根據(jù)需要斷開已布的線。并試著重新再布線,以改進總體效果。
對目前高密度的PCB設(shè)計已感覺到貫通孔不太適應(yīng)了,它浪費了許多寶貴的布線通道,為解決這一矛盾,出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù),它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用,還省出許多布線通道使布線過程完成得更加方便,更加流暢,更為完善,PCB 板的設(shè)計過程是一個復(fù)雜而又簡單的過程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設(shè)計人員去自已體會,才能得到其中的真諦。
1 電源、地線的處理
既使在整個PCB板中的布線完成得都很好,但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產(chǎn)品的性能下降,有時甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電、地線的布線要認(rèn)真對待,把電、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到低限度,以產(chǎn)品的質(zhì)量。
對每個從事電子產(chǎn)品設(shè)計的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因,現(xiàn)只對降低式抑制噪音作以表述:
(1)、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。
(2)、盡量加寬電源、地線寬度,好是地線比電源線寬,它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,細(xì)寬度可達0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5mm
對數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個回路, 即構(gòu)成一個地網(wǎng)來使用(模擬電路的地不能這樣使用)
(3)、用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用?;蚴亲龀啥鄬影澹娫?,地線各占用一層。
2 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理
現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題,特別是地線上的噪音干擾。
數(shù)字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線來說,高頻的信號線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件,對地線來說,整人PCB對外界只有一個結(jié)點,所以在PCB內(nèi)部進行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實際上是分開的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點短接,請注意,只有一個連接點。也有在PCB上不共地的,這由系統(tǒng)設(shè)計來決定。
3 信號線布在電(地)層上
在多層印制板布線時,由于在信號線層沒有布完的線剩下已經(jīng)不多,再多加層數(shù)就會造成浪費也會給生產(chǎn)增加一定的工作量,成本也相應(yīng)增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。應(yīng)考慮用電源層,其次才是地層。因為好是保留地層的完整性。
4 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理
在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤與銅面滿接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點。所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤,稱之為熱隔離(heat shield)俗稱熱焊盤(Thermal),這樣,可使在焊接時因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。
5 布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用
在許多CAD系統(tǒng)中,布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。網(wǎng)格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的數(shù)據(jù)量過大,這必然對設(shè)備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計算機類電子產(chǎn)品的運算速度有的影響。而有些通路是無效的,如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定位孔所占用的等。網(wǎng)格過疏,通路太少對布通率的影響。所以要有一個疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進行。
標(biāo)準(zhǔn)元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)一般就定為0.1英寸(2.54mm)或小于0.1英寸的整倍數(shù),如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。
6 設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)
布線設(shè)計完成后,需認(rèn)真檢查布線設(shè)計是否符合設(shè)計者所制定的規(guī)則,同時也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面:
(1)、線與線,線與元件焊盤,線與貫通孔,元件焊盤與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產(chǎn)要求。
(2)、電源線和地線的寬度是否合適,電源與地線之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線加寬的地方。
(3)、對于關(guān)鍵的信號線是否采取了佳措施,如長度短,加保護線,輸入線及輸出線被明顯地分開。
(4)、模擬電路和數(shù)字電路部分,是否有各自立的地線。
(5)后加在PCB中的圖形(如圖標(biāo)、注標(biāo))是否會造成信號短路。
(6)對一些不理想的線形進行修改。
(7)、在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質(zhì)量。
(8)、多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。
高速PCB設(shè)計指南之二
第二篇 PCB布局
在設(shè)計中,布局是一個重要的環(huán)節(jié)。布局結(jié)果的好壞將直接影響布線的效果,因此可以這樣認(rèn)為,合理的布局是PCB設(shè)計成功的步。
布局的方式分兩種,一種是交互式布局,另一種是自動布局,一般是在自動布局的基礎(chǔ)上用交互式布局進行調(diào)整,在布局時還可根據(jù)走線的情況對門電路進行再分配,將兩個門電路進行交換,使其成為便于布線的佳布局。在布局完成后,還可對設(shè)計文件及有關(guān)信息進行返回標(biāo)注于原理圖,使得PCB板中的有關(guān)信息與原理圖相一致,以便在今后的建檔、更改設(shè)計能同步起來, 同時對模擬的有關(guān)信息進行更新,使得能對電路的電氣性能及功能進行板級驗證。
--考慮整體美觀
一個產(chǎn)品的成功與否,一是要注重內(nèi)在質(zhì)量,二是兼顧整體的美觀,兩者都較才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。
在一個PCB板上,元件的布局要求要均衡,疏密有序,不能頭重腳輕或一頭沉。
--布局的檢查印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符?能否符合PCB制造工藝要求?有無定位標(biāo)記?
元件在二維、三維空間上有無沖突?
元件布局是否疏密有序,排列整齊?是否全部布完?
需經(jīng)常更換的元件能否方便的更換?插件板插入設(shè)備是否方便?
熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x?
調(diào)整可調(diào)元件是否方便?
在需要散熱的地方,裝了散熱器沒有?空氣流是否通暢?
信號流程是否順暢且互連短?
插頭、插座等與機械設(shè)計是否矛盾?
線路的干擾問題是否有所考慮?
深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年,公司由多名電路板行業(yè)的級人士創(chuàng)建,是國內(nèi)的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來,一直專注樣品,中小批量領(lǐng)域??焖俚慕桓兑约斑^硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會會員企業(yè),是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系,先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認(rèn)證。公司目前擁有員工300余人,廠房面積9000平米,月出貨品種6000種以上,年生產(chǎn)能力為150000平方米。為了滿足客戶多樣化需求,2017年公司成立了PCBA事業(yè)部,自有SMT生產(chǎn)線,為客戶提供PCB+SMT一站式服務(wù)。 公司一直致力于“打造中國的PCB制造企業(yè)”。注重人才培養(yǎng),倡導(dǎo)全員“自我經(jīng)營”理念,擁有一支朝氣蓬勃、敬業(yè)、經(jīng)驗豐富的技術(shù)、生產(chǎn)及管理隊伍;專注于PCB的工藝技術(shù)的研究與開發(fā),努力提升公司在PCB領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)水平和制造能力.
? ? ? 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計算機應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測試儀器、電源等各個領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括:高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板,專注于多品種,中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地,目前外銷訂單占比70%以上。
賽孚電路秉承“以人為本,客戶至上”的企業(yè)經(jīng)營理念,“以質(zhì)量為根,服務(wù)為本 ” 的企業(yè)服務(wù)宗旨,堅持持之以恒的精神,全員參與質(zhì)量改進,不斷吸納國際新技術(shù),完善產(chǎn)品品質(zhì),積極吸引和培養(yǎng)管理及技術(shù)人才,以確保向客戶提供更好的服務(wù),為客戶創(chuàng)造更多價值,與客戶共同成長。
如何評估汽車HDI PCB制造商
電子行業(yè)的蓬勃發(fā)展推動了眾多行業(yè)的快速發(fā)展。近年來,電子產(chǎn)品在汽車工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。傳統(tǒng)的汽車工業(yè)在機械,動力,液壓和傳動方面進行了更多的努力。但是,現(xiàn)代汽車工業(yè)更多地依賴電子應(yīng)用,而這些電子應(yīng)用在汽車中發(fā)揮著越來越重要和潛在的作用。自動電氣化全部用于處理,感測,信息傳輸和記錄,而沒有印制電路板(PCB)則無法實現(xiàn)。由于汽車現(xiàn)代化和數(shù)字化的要求,以及人類對汽車安全性,舒適性,簡單操作和數(shù)字化的要求,PCB已廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè),高密度互連(HDI)PCB,可能帶有跨層盲孔或雙層結(jié)構(gòu)。
為了實現(xiàn)汽車HDI PCB的高可靠性和安全性,HDI PCB制造商遵循嚴(yán)格的策略和措施,這是本文關(guān)注的。
汽車PCB類型
在汽車電路板中,可以使用傳統(tǒng)的單層PCB,雙層PCB和多層PCB,而近年來HDI PCB的廣泛應(yīng)用已成為汽車電子產(chǎn)品的。普通HDI PCB與汽車HDI PCB之間確實存在本質(zhì)區(qū)別:前者強調(diào)實用性和多功能性,為消費電子產(chǎn)品提供服務(wù),而后者則致力于可靠性,安全性和。
有必要說明一下,因為汽車涵蓋了汽車,卡車或卡車等各種各樣的汽車,要求對不同的性能期望和功能有不同的要求,所以本文將要討論的法規(guī)和措施只是一些通用規(guī)則,不包括那些規(guī)則。特別案例。
汽車HDI PCB的分類和應(yīng)用
HDI PCB可以分為單層HDI PCB,雙層積層PCB和三層積層PCB.在此,層是指預(yù)浸料的層。
汽車電子產(chǎn)品通常在兩類應(yīng)用:
a.在與車輛的機械系統(tǒng)(例如發(fā)動機,底盤和車輛數(shù)字控制)配合使用之前,汽車電子控制設(shè)備將無法有效運行,特別是電子燃油噴射系統(tǒng),防抱死制動系統(tǒng)(ABS),防滑控制(ASC) ,牽引力控制,電子控制懸架(ECS),電子自動變速器(EAT)和電子助力轉(zhuǎn)向(EPS)。
b.可以在汽車環(huán)境中立使用且與汽車性能無關(guān)的車載汽車設(shè)備包括汽車信息系統(tǒng)或車輛計算機,GPS系統(tǒng),汽車視頻系統(tǒng),車載通信系統(tǒng)和Internet設(shè)備功能,這些功能由HDI PCB支持的設(shè)備實現(xiàn),這些設(shè)備負(fù)責(zé)信號傳輸和大量控制。
對汽車HDI PCB制造商的要求
由于高可靠性和汽車HDI印制電路板的安全性,汽車HDI PCB制造商符合高層次要求:
a.汽車HDI PCB制造商堅持在判斷或支持PCB制造商的管理水平中起關(guān)鍵作用的集成管理系統(tǒng)和質(zhì)量管理體系。某些系統(tǒng)在被第三方身份驗證之前無法歸PCB制造商所有。例如,汽車PCB制造商通過ISO9001和ISO / IATF16949認(rèn)證。
b.HDI PCB制造商具備扎實的技術(shù)和較高的HDI制造能力。具體而言,從事汽車電路板制造的制造商制造線寬/間距至少為75μm/75μm且具有兩層結(jié)構(gòu)的電路板。公認(rèn)的是,HDI PCB制造商具有至少1.33的工藝能力指數(shù)(CPK)和至少1.67的設(shè)備制造能力(CMK)。除非獲得客戶的認(rèn)可和確認(rèn),否則不得在以后的制造中進行任何修改。
c.汽車HDI PCB制造商在選擇PCB原材料時遵循嚴(yán)格的規(guī)則,因為它們在確定終PCB的可靠性和性能中起著關(guān)鍵作用。
汽車HDI PCB的材料要求
?核心板和半固化片。它們是制造汽車HDI PCB的基本,關(guān)鍵的元素。當(dāng)涉及HDI PCB的原材料時,核心板和預(yù)浸料是主要考慮因素。通常,HDI核心板和介電層都相對較薄。因此,一層預(yù)浸料足以在消費類HDI板上使用。但是,汽車HDI PCB依賴于至少兩層預(yù)浸料的層壓,因為如果發(fā)生空腔或粘合劑不足,則單層的預(yù)浸料可能會導(dǎo)致絕緣電阻降低。之后,終結(jié)果可能是整個板子或產(chǎn)品的故障。
?阻焊膜。作為直接覆蓋在表面電路板上的保護層,阻焊層也起著與核心板和預(yù)浸料相同的重要作用。除保護外部電路外,阻焊層在產(chǎn)品的外觀,質(zhì)量和可靠性方面也起著至關(guān)重要的作用。因此,汽車電路板上的阻焊層符合嚴(yán)格的要求。阻焊膜通過多項有關(guān)可靠性的測試,包括儲熱測試和剝離強度測試。
汽車HDI PCB材料的可靠性測試
合格的HDI PCB制造商絕不會認(rèn)為材料選擇是理所當(dāng)然的。相反,他們對電路板的可靠性進行一些測試。有關(guān)汽車HDI PCB材料可靠性的主要測試包括CAF(導(dǎo)電陽極絲)測試,高溫和低溫?zé)釠_擊測試,天氣溫度循環(huán)測試和儲熱測試。
?CAF測試。它用于測量兩個導(dǎo)體之間的絕緣電阻。該測試涵蓋許多測試值,例如層之間的小絕緣電阻,通孔之間的小絕緣電阻,埋孔之間的小絕緣電阻,盲孔之間的小絕緣電阻以及并聯(lián)電路之間的小絕緣電阻。
?高溫和低溫?zé)釠_擊測試。此測試旨在測試小于一定百分比的電阻變化率。具體而言,該測試中提到的參數(shù)包括通孔之間的電阻變化率,埋孔之間的電阻變化率和盲孔之間的電阻變化率。
?氣候溫度循環(huán)測試。被測板需要在回流焊接之前進行預(yù)處理。在-40℃±3℃至140℃±2℃的溫度范圍內(nèi),電路板在低溫度和高溫度下保持15分鐘。結(jié)果,合格的電路板不會發(fā)生層壓,白點或爆炸。
?高溫存儲測試。該測試主要針對阻焊層的可靠性,特別是其剝離強度。就阻焊層的判斷而言,該測試被認(rèn)為是嚴(yán)格的。
根據(jù)以上介紹的測試要求,如果基材或原材料不能滿足客戶要求,則可能會發(fā)生潛在的風(fēng)險。因此,是否對材料進行測試可能是確定合格的HDI PCB制造商的關(guān)鍵因素。
可以使用許多策略和措施來判斷汽車HDI PCB制造商,包括材料供應(yīng)商認(rèn)證,過程中的技術(shù)條件以及參數(shù)確定和附件的應(yīng)用等。為尋找可靠的HDI PCB制造商,它們可能是重要的組成部分。確定和判斷其可靠性作為參考。
超實用的高頻PCB電路設(shè)計70問答之一
1、如何選擇PCB 板材?
選擇PCB板材在滿足設(shè)計需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點。設(shè)計需求包含電氣和機構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計非常高速的 PCB 板子(大于 GHz 的頻率)時這材質(zhì)問題會比較重要。例如,現(xiàn)在常用的 FR-4 材質(zhì),在幾個GHz 的頻率時的介質(zhì)損耗(dielectric loss)會對信號衰減有很大的影響,可能就不合用。就電氣而言,要注意介電常數(shù)(dielectric constant)和介質(zhì)損在所設(shè)計的頻率是否合用。
2、如何避免高頻干擾?
避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾,也就是所謂的串?dāng)_(Crosstalk)??捎美蟾咚傩盘柡湍M信號之間的距離,或加 ground guard/shunt traces 在模擬信號旁邊。還要注意數(shù)字地對模擬地的噪聲干擾。
3、在高速設(shè)計中,如何解決信號的完整性問題?
信號完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號源的架構(gòu)和輸出阻抗(output impedance),走線的特性阻抗,負(fù)載端的特性,走線的拓樸(topology)架構(gòu)等。解決的方式是靠端接(termination)與調(diào)整走線的拓樸。
4、差分布線方式是如何實現(xiàn)的?
差分對的布線有兩點要注意,一是兩條線的長度要盡量一樣長,另一是兩線的間距(此間距由差分阻抗決定)要一直保持不變,也就是要保持平行。平行的方式有兩種,一為兩條線走在同一走線層(side-by-side),一為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者 side-by-side(并排, 并肩) 實現(xiàn)的方式較多。
5、對于只有一個輸出端的時鐘信號線,如何實現(xiàn)差分布線?
要用差分布線一定是信號源和接收端也都是差分信號才有意義。所以對只有一個輸出端的時鐘信號是無法使用差分布線的。
6、接收端差分線對之間可否加一匹配電阻?
接收端差分線對間的匹配電阻通常會加, 其值應(yīng)等于差分阻抗的值。這樣信號質(zhì)量會好些。
7、為何差分對的布線要靠近且平行?
對差分對的布線方式應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目拷移叫?。所謂適當(dāng)?shù)目拷且驗檫@間距會影響到差分阻抗(differential impedance)的值, 此值是設(shè)計差分對的重要參數(shù)。需要平行也是因為要保持差分阻抗的一致性。若兩線忽遠(yuǎn)忽近, 差分阻抗就會不一致, 就會影響信號完整性(signal integrity)及時間延遲(timing delay)。
8、如何處理實際布線中的一些理論沖突的問題
基本上, 將模/數(shù)地分割隔離是對的。 要注意的是信號走線盡量不要跨過有分割的地方(moat), 還有不要讓電源和信號的回流電流路徑(returning current path)變太大。
晶振是模擬的正反饋振蕩電路, 要有穩(wěn)定的振蕩信號, 滿足loop gain 與 phase 的規(guī)范, 而這模擬信號的振蕩規(guī)范很容易受到干擾, 即使加 ground guard traces 可能也無法完全隔離干擾。而且離的太遠(yuǎn),地平面上的噪聲也會影響正反饋振蕩電路。 所以, 一定要將晶振和芯片的距離進可能靠近。
確實高速布線與 EMI 的要求有很多沖突。但基本原則是因 EMI 所加的電阻電容或 ferrite bead, 不能造成信號的一些電氣特性不符合規(guī)范。 所以, 好先用安排走線和 PCB 迭層的技巧來解決或減少 EMI的問題, 如高速信號走內(nèi)層。后才用電阻電容或 ferrite bead 的方式, 以降低對信號的傷害。
9、如何解決高速信號的手工布線和自動布線之間的矛盾?
現(xiàn)在較強的布線軟件的自動布線器大部分都有設(shè)定約束條件來控制繞線方式及過孔數(shù)目。各家 EDA公司的繞線引擎能力和約束條件的設(shè)定項目有時相差甚遠(yuǎn)。 例如, 是否有足夠的約束條件控制蛇行線(serpentine)蜿蜒的方式, 能否控制差分對的走線間距等。 這會影響到自動布線出來的走線方式是否能符合設(shè)計者的想法。 另外, 手動調(diào)整布線的難易也與繞線引擎的能力有的關(guān)系。 例如, 走線的推擠能力,過孔的推擠能力, 甚至走線對敷銅的推擠能力等等。 所以, 選擇一個繞線引擎能力強的布線器, 才是解決之道。
10、關(guān)于 test coupon。
test coupon 是用來以 TDR (Time Domain Reflectometer) 測量所生產(chǎn)的 PCB 板的特性阻抗是否滿足設(shè)計需求。 一般要控制的阻抗有單根線和差分對兩種情況。 所以, test coupon 上的走線線寬和線距(有差分對時)要與所要控制的線一樣。 重要的是測量時接地點的位置。 為了減少接地引線(ground lead)的電感值, TDR 探棒(probe)接地的地方通常非常接近量信號的地方(probe tip), 所以, test coupon 上量測信號的點跟接地點的距離和方式要符合所用的探棒。
11、在高速 PCB 設(shè)計中,信號層的空白區(qū)域可以敷銅,而多個信號層的敷銅在接地和接電源上應(yīng)如何分配?
一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。 只是在高速信號線旁敷銅時要注意敷銅與信號線的距離, 因為所敷的銅會降低一點走線的特性阻抗。也要注意不要影響到它層的特性阻抗, 例如在 dual strip line 的結(jié)構(gòu)時。
12、是否可以把電源平面上面的信號線使用微帶線模型計算特性阻抗?電源和地平面之間的信號是否可以使用帶狀線模型計算?
是的, 在計算特性阻抗時電源平面跟地平面都視為參考平面。 例如四層板: 頂層-電源層-地層-底層,這時頂層走線特性阻抗的模型是以電源平面為參考平面的微帶線模型。
13、在高密度印制板上通過軟件自動產(chǎn)生測試點一般情況下能滿足大批量生產(chǎn)的測試要求嗎?
一般軟件自動產(chǎn)生測試點是否滿足測試需求看對加測試點的規(guī)范是否符合測試機具的要求。另外,如果走線太密且加測試點的規(guī)范比較嚴(yán),則有可能沒辦法自動對每段線都加上測試點,當(dāng)然,需要手動補齊所要測試的地方。
14、添加測試點會不會影響高速信號的質(zhì)量?
至于會不會影響信號質(zhì)量就要看加測試點的方式和信號到底多快而定?;旧贤饧拥臏y試點(不用在線既有的穿孔(via or DIP pin)當(dāng)測試點)可能加在在線或是從在線拉一小段線出來。前者相當(dāng)于是加上一個很小的電容在在線,后者則是多了一段分支。這兩個情況都會對高速信號多多少少會有點影響,影響的程度就跟信號的頻率速度和信號緣變化率(edge rate)有關(guān)。影響大小可透過仿真得知。原則上測試點越小越好(當(dāng)然還要滿足測試機具的要求)分支越短越好。
15、若干 PCB 組成系統(tǒng),各板之間的地線應(yīng)如何連接?
各個 PCB 板子相互連接之間的信號或電源在動作時,例如 A 板子有電源或信號送到 B 板子,一定會有等量的電流從地層流回到 A 板子 (此為 Kirchoff current law)。這地層上的電流會找阻抗小的地方流回去。所以,在各個不管是電源或信號相互連接的接口處,分配給地層的管腳數(shù)不能太少,以降低阻抗,這樣可以降低地層上的噪聲。另外,也可以分析整個電流環(huán)路,尤其是電流較大的部分,調(diào)整地層或地線的接法,來控制電流的走法(例如,在某處制造低阻抗,讓大部分的電流從這個地方走),降低對其它較敏感信號的影響。
16、能介紹一些國外關(guān)于高速 PCB 設(shè)計的技術(shù)書籍和數(shù)據(jù)嗎?
現(xiàn)在高速數(shù)字電路的應(yīng)用有通信網(wǎng)路和計算器等相關(guān)領(lǐng)域。在通信網(wǎng)路方面,PCB 板的工作頻率已達 GHz 上下,疊層數(shù)就我所知有到 40 層之多。計算器相關(guān)應(yīng)用也因為芯片的進步,無論是一般的 PC 或服務(wù)器(Server),板子上的高工作頻率也已經(jīng)達到 400MHz (如 Rambus) 以上。因應(yīng)這高速高密度走線需求,盲埋孔(blind/buried vias)、mircrovias 及 build-up 制程工藝的需求也漸漸越來越多。 這些設(shè)計需求都有廠商可大量生產(chǎn)。
17、兩個常被參考的特性阻抗公式:
微帶線(microstrip) Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中,W 為線寬,T 為走線的銅皮厚度,H 為走線到參考平面的距離,Er 是 PCB 板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式在0.1<(W/H)<2.0 及 1<(Er)<15 的情況才能應(yīng)用。
帶狀線(stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中,H 為兩參考平面的距離,并且走線位于兩參考平面的中間。此公式在 W/H<0.35 及 T/H<0.25 的情況才能應(yīng)用。
18、差分信號線中間可否加地線?
差分信號中間一般是不能加地線。因為差分信號的應(yīng)用原理重要的一點便是利用差分信號間相互耦合(coupling)所帶來的好處,如 flux cancellation,抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線,便會破壞耦合效應(yīng)。
19、剛?cè)岚逶O(shè)計是否需要設(shè)計軟件與規(guī)范?國內(nèi)何處可以承接該類電路板加工?
可以用一般設(shè)計 PCB 的軟件來設(shè)計柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。一樣用 Gerber 格式給 FPC廠商生產(chǎn)。由于制造的工藝和一般 PCB 不同,各個廠商會依據(jù)他們的制造能力會對小線寬、小線距、小孔徑(via)有其**。除此之外,可在柔性電路板的轉(zhuǎn)折處鋪些銅皮加以補強。至于生產(chǎn)的廠商可上網(wǎng)“FPC”當(dāng)關(guān)鍵詞查詢應(yīng)該可以找到。
20、適當(dāng)選擇 PCB 與外殼接地的點的原則是什么?
選擇 PCB 與外殼接地點選擇的原則是利用 chassis ground 提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如,通常在高頻器件或時鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將 PCB的地層與 chassis ground 做連接,以盡量縮小整個電流回路面積,也就減少電磁輻射。