怎樣做出一塊好的PCB板?
發(fā)表時間:2020-09-10 09:24:31 人氣:2556
大家都知道理做PCB板就是把設(shè)計好的原理圖變成一塊實實在在的PCB電路板,請別小看這一過程,有很多原理上行得通的東西在工程中卻難以實現(xiàn),或是別人能實現(xiàn)的東西另一些人卻實現(xiàn)不了,因此說做一塊PCB板不難,但要做好一塊PCB板卻不是一件容易的事情。
微電子領(lǐng)域的兩大難點在于高頻信號和微弱信號的處理,在這方面PCB制作水平就顯得尤其重要,同樣的原理設(shè)計,同樣的元器件,不同的人制作出來的PCB就具有不同的結(jié)果,那么如何才能做出一塊好的PCB板呢?根據(jù)我們以往的經(jīng)驗,想就以下幾方面談?wù)勛约旱目捶ǎ?/span>
一、要明確設(shè)計目標
接受到一個設(shè)計任務(wù),首先要明確其設(shè)計目標,是普通的PCB板、高頻PCB板、小信號處理PCB板還是既有高頻率又有小信號處理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布線合理整齊,機械尺寸準確無誤即可,如有中負載線和長線,就要采用一定的手段進行處理,減輕負載,長線要加強驅(qū)動,重點是防止長線反射。 當(dāng)板上有超過40MHz的信號線時,就要對這些信號線進行特殊的考慮,比如線間串?dāng)_等問題。如果頻率更高一些,對布線的長度就有更嚴格的限制,根據(jù)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)理論,高速電路與其連線間的相互作用是決定性因素,在系統(tǒng)設(shè)計時不能忽略。隨著門傳輸速度的提高,在信號線上的反對將會相應(yīng)增加,相鄰信號線間的串?dāng)_將成正比地增加,通常高速電路的功耗和熱耗散也都很大,在做高速PCB時應(yīng)引起足夠的重視。
當(dāng)板上有毫伏級甚至微伏級的微弱信號時,對這些信號線就需要特別的關(guān)照,小信號由于太微弱,非常容易受到其它強信號的干擾,屏蔽措施常常是必要的,否則將大大降低信噪比。以致于有用信號被噪聲淹沒,不能有效地提取出來。
對板子的調(diào)測也要在設(shè)計階段加以考慮,測試點的物理位置,測試點的隔離等因素不可忽略,因為有些小信號和高頻信號是不能直接把探頭加上去進行測量的。
此外還要考慮其他一些相關(guān)因素,如板子層數(shù),采用元器件的封裝外形,板子的機械強度等。在做PCB板子前,要做出對該設(shè)計的設(shè)計目標心中有數(shù)。
二、了解所用元器件的功能對布局布線的要求
我們知道,有些特殊元器件在布局布線時有特殊的要求,比如LOTI和APH所用的模擬信號放大器,模擬信號放大器對電源要求要平穩(wěn)、紋波小。模擬小信號部分要盡量遠離功率器件。在OTI板上,小信號放大部分還專門加有屏蔽罩,把雜散的電磁干擾給屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工藝,功耗大發(fā)熱厲害,對散熱問題必須在布局時就必須進行特殊考慮,若采用自然散熱,就要把GLINK芯片放在空氣流通比較順暢的地方,而且散出來的熱量還不能對其它芯片構(gòu)成大的影響。如果板子上裝有喇叭或其他大功率的器件,有可能對電源造成嚴重的污染這一點也應(yīng)引起足夠的重視。
三、元器件布局的考慮
元器件的布局首先要考慮的一個因素就是電性能,把連線關(guān)系密切的元器件盡量放在一起,尤其對一些高速線,布局時就要使它盡可能地短,功率信號和小信號器件要分開。在滿足電路性能的前提下,還要考慮元器件擺放整齊、美觀,便于測試,板子的機械尺寸,插座的位置等也需認真考慮。
高速系統(tǒng)中的接地和互連線上的傳輸延遲時間也是在系統(tǒng)設(shè)計時首先要考慮的因素。信號線上的傳輸時間對總的系統(tǒng)速度影響很大,特別是對高速的ECL電路,雖然集成電路塊本身速度很高,但由于在底板上用普通的互連線(每30cm線長約有2ns的延遲量)帶來延遲時間的增加,可使系統(tǒng)速度大為降低。象移位寄存器,同步計數(shù)器這種同步工作部件最好放在同一塊插件板上,因為到不同插件板上的時鐘信號的傳輸延遲時間不相等,可能使移位寄存器產(chǎn)主錯誤,若不能放在一塊板上,則在同步是關(guān)鍵的地方,從公共時鐘源連到各插件板的時鐘線的長度必須相等。
四、PCB板的布線技術(shù)
做PCB時是選用雙面板還是多層板,要看最高工作頻率和電路系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及對組裝密度的要求來決定。在時鐘頻率超過200MHZ時最好選用多層板。如果工作頻率超過350MHz,最好選用以聚四氟乙烯作為介質(zhì)層的印制電路板,因為它的高頻衰耗要小些,寄生電容要小些,傳輸速度要快些,還由于Z0較大而省功耗,對印制電路板的走線有如下原則要求
(1)所有平行信號線之間要盡量留有較大的間隔,以減少串?dāng)_。如果有兩條相距較近的信號線,最好在兩線之間走一條接地線,這樣可以起到屏蔽作用。
(2) 設(shè)計信號傳輸線時要避免急拐彎,以防傳輸線特性阻抗的突變而產(chǎn)生反射,要盡量設(shè)計成具有一定尺寸的均勻的圓弧線。
印制線的寬度可根據(jù)上述微帶線和帶狀線的特性阻抗計算公式計算,印制電路板上的微帶線的特性阻抗一般在50~120Ω之間。要想得到大的特性阻抗,線寬必須做得很窄。但很細的線條又不容易制作。綜合各種因素考慮,一般選擇68Ω左右的阻抗值比較合適,因為選擇68Ω的特性阻抗,可以在延遲時間和功耗之間達到最佳平衡。一條50Ω的傳輸線將消耗更多的功率;較大的阻抗固然可以使消耗功率減少,但會使傳輸延遲時間憎大。由于負線電容會造成傳輸延遲時間的增大和特性阻抗的降低。但特性阻抗很低的線段單位長度的本征電容比較大,所以傳輸延遲時間及特性阻抗受負載電容的影響較小。具有適當(dāng)端接的傳輸線的一個重要特征是,分枝短線對線延遲時間應(yīng)沒有什么影響。當(dāng)Z0為50Ω時。分枝短線的長度必須限制在2.5cm以內(nèi).以免出現(xiàn)很大的振鈴。
(4)對于雙面板(或六層板中走四層線).電路板兩面的線要互相垂直,以防止互相感應(yīng)產(chǎn)主串?dāng)_。
(5)印制板上若裝有大電流器件,如繼電器、指示燈、喇叭等,它們的地線最好要分開單獨走,以減少地線上的噪聲,這些大電流器件的地線應(yīng)連到插件板和背板上的一個獨立的地總線上去,而且這些獨立的地線還應(yīng)該與整個系統(tǒng)的接地點相連接。
(6)如果板上有小信號放大器,則放大前的弱信號線要遠離強信號線,而且走線要盡可能地短,如有可能還要用地線對其進行屏蔽。
相關(guān)咨詢
工廠展示
聯(lián)系我們
成都子程新輝電子設(shè)備有限公司
聯(lián)系人:文先生
手機:13183865499
QQ:1977780637
地址:成都市金牛區(qū)星輝西路2號附1號(臺誼民生大廈)407號