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91、PCB 中各層的含義是什么?
Mechanical 機(jī)械層:定義整個(gè) PCB 板的外觀,即整個(gè) PCB 板的外形結(jié)構(gòu)。Keepoutlayer 禁止布線層:定義在布電氣特性的銅一側(cè)的邊界。也就是說(shuō)先定義了禁止布線層后,在以后的布過(guò)程中,所布的具有電氣特性的線不可以超出禁止布線層的邊界。Topoverlay 頂層絲印層 & Bottomoverlay 底層絲印層:定義頂層和底的絲印字符,就是一般在 PCB 板上看到的元件編號(hào)和一些字符。 Toppaste 頂層焊盤層 &Bottompaste 底層焊盤層:指我們可以看到的露在外面的銅鉑。Topsolder 頂層阻焊層 & Bottomsolder 底層阻焊層:與 toppaste 和 bottompaste 兩層相反,是要蓋綠油的層。Drillguide 過(guò)孔引導(dǎo)層: Drilldrawing 過(guò)孔鉆孔層: Multiplayer 多層:指 PCB 板的所有層。
92、在高速 PCB 中,VIA 可以減少很大的回流路徑,但有的又說(shuō)情愿彎一下也不要打 VIA,應(yīng)該如何取舍?
分析 RF 電路的回流路徑,與高速數(shù)字電路中信號(hào)回流還不太一樣。首先,二者有共同點(diǎn),都是分布參數(shù)電路,都是應(yīng)用 maxwell 方程計(jì)算電路的特性。 然而,射頻電路是模擬電路,有電路中電壓 V=V(t),電流 I="I"(t)兩個(gè)變量都需要進(jìn)行控制,而數(shù)字電路只關(guān)注信號(hào)電壓的變化 V=V(t)。因此,在 RF 布線中,除了考慮信號(hào)回流外,還需要考慮布線對(duì)電流的影響。即打彎布線和過(guò)孔對(duì)信號(hào)電流有沒(méi)有影響。 此外,大多數(shù) RF 板都是單面或雙面 PCB,并沒(méi)有完整的平面層,回流路徑分布在信號(hào)周圍各個(gè)地和電源上,仿真時(shí)需要使用 3D 場(chǎng)提取工具分析,這時(shí)候打彎布線和過(guò)孔的回流需要具體分析;高速數(shù)字電路分析一般只處理有完整平面層的多層 PCB,使用 2D 場(chǎng)提取分析,只考慮在相鄰平面的信號(hào)回流,過(guò)孔只作為一個(gè)集總參數(shù)的 R-L-C 處理。
93、在設(shè)計(jì) PCB 板時(shí),有如下兩個(gè)疊層方案: 疊層 1 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+1.5V 》信號(hào) 》電源+2.5V 》信號(hào) 》電源+1.25V 》電源+1.2V 》信號(hào) 》電源+3.3V 》信號(hào) 》電源+1.8V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 疊層 2 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+1.5V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+1.25V +1.8V 》電源+2.5V +1.2V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 》電源+3.3V 》信號(hào) 》地 》信號(hào) 哪一種疊層順序比較優(yōu)選?對(duì)于疊層 2,中間的兩個(gè)分割電源層是否會(huì)對(duì)相鄰的信號(hào)層產(chǎn)生影響?這兩個(gè)信號(hào)層已經(jīng)有地平面給信號(hào)作為回流路徑。
應(yīng)該說(shuō)兩種層疊各有好處。一種保證了平面層的完整,二種增加了地層數(shù)目,有效降低了電源平面的阻抗,對(duì)抑制系統(tǒng) EMI 有好處。 理論上講,電源平面和地平面對(duì)于交流信號(hào)是等效的。但實(shí)際上,地平面具有比電源平面更好的交流阻抗,信號(hào)優(yōu)選地平面作為回流平面。但是由于層疊厚度因素的影響,例如信號(hào)和電源層間介質(zhì)厚度小于與地之間的介質(zhì)厚度,二種層疊中跨分割的信號(hào)同樣在電源分隔處存在信號(hào)回流不完整的問(wèn)題。
94、當(dāng)信號(hào)跨電源分割時(shí),是否表示對(duì)該信號(hào)而言,該電源平面的交流阻抗大?此時(shí),如果該信號(hào)層還有地平面與其相鄰,即使信號(hào)和電源層間介質(zhì)厚度小于與地之間的介質(zhì)厚度,信號(hào)是否也會(huì)選擇地平面作為回流路徑?
沒(méi)錯(cuò),這種說(shuō)法是對(duì)的,根據(jù)阻抗計(jì)算公式,Z=squa(L/C), 在分隔處,C 變小,Z 增大。當(dāng)然此處,信號(hào)還與地層相鄰,C 比較大,Z 較小,信號(hào)優(yōu)先從完整的地平面上回流。但是,不可避免會(huì)在分隔處產(chǎn)生阻抗不連續(xù)。
95、在使用 protel 99se 軟件設(shè)計(jì),處理器的是 89C51,晶振 12MHZ 系統(tǒng)中還有一個(gè) 40KHZ的超聲波信號(hào)和 800hz 的音頻信號(hào),此時(shí)如何設(shè)計(jì) PCB 才能提供高抗干擾能力?對(duì)于 89C51等單片機(jī)而言,多大的信號(hào)的時(shí)候能夠影響 89C51 的正常工作?除了拉大兩者之間的距離之外,還有沒(méi)有其他的技巧來(lái)提高系統(tǒng)抗干擾的能力?
PCB 設(shè)計(jì)提供高抗干擾能力,當(dāng)然需要盡量降低干擾源信號(hào)的信號(hào)變化沿速率,具體多高頻率的信號(hào),要看干擾信號(hào)是那種電平,PCB 布線多長(zhǎng)。除了拉開(kāi)間距外,通過(guò)匹配或拓?fù)浣鉀Q干擾信號(hào)的反射,過(guò)沖等問(wèn)題,也可以有效降低信號(hào)干擾。
96、請(qǐng)問(wèn)焊盤對(duì)高速信號(hào)有什么影響?
一個(gè)很好的問(wèn)題。焊盤對(duì)高速信號(hào)有的影響,它的影響類似器件的封裝對(duì)器件的影響上。詳細(xì)的分析,信號(hào)從 IC 內(nèi)出來(lái)以后,經(jīng)過(guò)綁定線,管腳,封裝外殼,焊盤,焊錫到達(dá)傳輸線,這個(gè)過(guò)程中的所有關(guān)節(jié)都會(huì)影響信號(hào)的質(zhì)量。但是實(shí)際分析時(shí),很 難 給 出 焊盤、焊錫加上管腳的具體參數(shù)。所 以一般就用 IBIS模型中的封裝的參數(shù)將他們都概括了,當(dāng)然這樣的分析在較低的頻率上分析是可以接收的,對(duì)于更高頻率信號(hào)更高精度仿真,就不夠精確了?,F(xiàn)在的一個(gè)趨勢(shì)是用 IBIS 的 V-I、V-T 曲線描述 buffer 特性,用SPICE 模型描述封裝參數(shù)。當(dāng)然,在 IC 設(shè)計(jì)當(dāng)中,也有信號(hào)完整性問(wèn)題,在封裝選擇和管腳分配上也考慮了這些因素對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。
97、自動(dòng)浮銅后,浮銅會(huì)根據(jù)板子上面器件的位置和走線布局來(lái)填充空白處,但這樣就會(huì)形成很多的小于等于 90 度的尖角和毛刺(比如一個(gè)多腳芯片各個(gè)管腳之間會(huì)有很多相對(duì)的尖角浮銅),在高壓測(cè)試時(shí)候會(huì)放電,無(wú)法通過(guò)高壓測(cè)試,不知除了自動(dòng)浮銅后通過(guò)人工一點(diǎn)一點(diǎn)修正去除這些尖角和毛刺外有沒(méi)有其他的好辦法。
自動(dòng)浮銅中出現(xiàn)的尖角浮銅問(wèn)題,的確是各很麻煩的問(wèn)題,除了有你提到的放電問(wèn)題外,在加工中也會(huì)由于酸滴積聚問(wèn)題,造成加工的問(wèn)題。從 2000 年起,mentor 在 WG 和 EN 當(dāng)中,都支持動(dòng)態(tài)銅箔邊緣修復(fù)功能,還支持動(dòng)態(tài)覆銅,可以自動(dòng)解決你所提到的問(wèn)題。
98、請(qǐng)問(wèn)在 PCB 布線中電源的分布和布線是否也需要象接地一樣注意。若不注意會(huì)帶來(lái)什么樣的問(wèn)題?會(huì)增加干擾么?
電源若作為平面層處理,其方式應(yīng)該類似于地層的處理,當(dāng)然,為了降低電源的共模輻射,建議內(nèi)縮 20 倍的電源層距地層的高度。如果布線,建議走樹(shù)狀結(jié)構(gòu),注意避免電源環(huán)路問(wèn)題。電源閉環(huán)會(huì)引起較大的共模輻射。
99、地址線是否應(yīng)該采用星形布線?若采用星形布線,則 Vtt 的終端電阻可不可以放在星形的連接點(diǎn)處或者放在星形的一個(gè)分支的末端?
地址線是否要采用星型布線,取決于終端之間的時(shí)延要求是否滿足系統(tǒng)的建立、保持時(shí)間,另外還要考慮到布線的難度。星型拓?fù)涞脑蚴谴_保每個(gè)分支的時(shí)延和反射一致,所以星型連接中使用終端并聯(lián)匹配,一般會(huì)在所有終端都添加匹配,只在一個(gè)分支添加匹配,不可能滿足這樣的要求。
100、如果希望盡量減少板面積,而打算像內(nèi)存條那樣正反貼,可以嗎?
正反貼的 PCB 設(shè)計(jì),只要你的焊接加工沒(méi)問(wèn)題,當(dāng)然可以。
101、如果只是在主板上貼有四片 DDRmemory,要求時(shí)鐘能達(dá)到 150Mhz,在布線方面有什么具體要求?
150Mhz 的時(shí)鐘布線,要求盡量減小傳輸線長(zhǎng)度,降低傳輸線對(duì)信號(hào)的影響。如果還不能滿足要求,仿真一下,看看匹配、拓?fù)?、阻抗控制等策略是有效?/p>
102、在 PCB 板上線寬及過(guò)孔的大小與所通過(guò)的電流大小的關(guān)系是怎樣的?
一般的 PCB 的銅箔厚度為 1 盎司,約 1.4mil 的話,大致 1mil 線寬允許的大電流為 1A。過(guò)孔比較復(fù)雜,除了與過(guò)孔焊盤大小有關(guān)外,還與加工過(guò)程中電鍍后孔壁沉銅厚度有關(guān)。
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