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文檔簡介
1、1. 一般規(guī)則1.1 PCB板上預劃分數(shù)字、模擬、DAA信號布線區(qū)域。1.2 數(shù)字、模擬元器件及相應走線盡量分開并放置於各自的布線區(qū)域內。1.3 高速數(shù)字信號走線盡量短。1.4 敏感模擬信號走線盡量短。1.5 合理分配電源和地。1.6 DGND、AGND、實地分開。1.7 電源及臨界信號走線使用寬線。1.8 數(shù)字電路放置於并行總線/串行DTE接口附近,DAA電路放置於電話線接口附近。 2. 元器件放置2.1 在系統(tǒng)電路原理圖中:a) 劃分數(shù)字、模擬、DAA電路及其相關電路;b) 在各個電路中劃分數(shù)字、模擬、混合數(shù)字/模擬元器件;c) 注意各IC芯片電源和信號引腳的定位。2.2 初步劃分數(shù)字、模
2、擬、DAA電路在PCB板上的布線區(qū)域(一般比例2/1/1),數(shù)字、模擬元器件及其相應走線盡量遠離并限定在各自的布線區(qū)域內。Note:當DAA電路占較大比重時,會有較多控制/狀態(tài)信號走線穿越其布線區(qū)域,可根據(jù)當?shù)匾?guī)則限定做調整,如元器件間距、高壓抑制、電流限制等。2.3 初步劃分完畢后,從Connector和Jack開始放置元器件:a) Connector和Jack周圍留出插件的位置;b) 元器件周圍留出電源和地走線的空間;c) Socket周圍留出相應插件的位置。2.4 首先放置混合型元器件(如Modem器件、A/D、D/A轉換芯片等):a) 確定元器件放置方向,盡量使數(shù)字信號及模擬信號引腳朝
3、向各自布線區(qū)域;b) 將元器件放置在數(shù)字和模擬信號布線區(qū)域的交界處。2.5 放置所有的模擬器件:a) 放置模擬電路元器件,包括DAA電路;b) 模擬器件相互靠近且放置在PCB上包含TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信號走線的一面;2 / 16c) TXA1、TXA2、RIN、VC、VREF信號走線周圍避免放置高噪聲元器件;d) 對於串行DTE模塊,DTE EIA/TIA-232-E系列接口信號的接收/驅動器盡量靠近Connector并遠離高頻時鐘信號走線,以減少/避免每條線上增加的噪聲抑制器件,如阻流圈和電容等。2.6 放置數(shù)字元器件及去耦電容:a) 數(shù)字元器件集中放置以減少走線長度;
4、b) 在IC的電源/地間放置0.1uF的去耦電容,連接走線盡量短以減小EMI;c) 對并行總線模塊,元器件緊靠Connector邊緣放置,以符合應用總線接口標準,如ISA總線走線長度限定在2.5in;d) 對串行DTE模塊,接口電路靠近Connector;e) 晶振電路盡量靠近其驅動器件。2.7 各區(qū)域的地線,通常用0 Ohm電阻或bead在一點或多點相連。 3. 信號走線3.1 Modem信號走線中,易產生噪聲的信號線和易受干擾的信號線盡量遠離,如無法避免時要用中性信號線隔離。Modem易產生噪聲的信號引腳、中性信號引腳、易受干擾的信號引腳如下表所示: 3.2 數(shù)字信號走線盡量放置在數(shù)字信號
5、布線區(qū)域內;模擬信號走線盡量放置在模擬信號布線區(qū)域內;(可預先放置隔離走線加以限定,以防走線布出布線區(qū)域)數(shù)字信號走線和模擬信號走線垂直以減小交叉耦合。3.3 使用隔離走線(通常為地)將模擬信號走線限定在模擬信號布線區(qū)域。a) 模擬區(qū)隔離地走線環(huán)繞模擬信號布線區(qū)域布在PCB板兩面,線寬50-100mil;b) 數(shù)字區(qū)隔離地走線環(huán)繞數(shù)字信號布線區(qū)域布在PCB板兩面,線寬50-100mil,其中一面PCB板邊應布200mil寬度。3.4 并行總線接口信號走線線寬>10mil(一般為12-15mil),如/HCS、/HRD、/HWT、/RESET。3.5 模擬信號走線線寬>10mil(一
6、般為12-15mil),如MICM、MICV、SPKV、VC、VREF、TXA1、TXA2、RXA、TELIN、TELOUT。3.6 所有其它信號走線盡量寬,線寬>5mil(一般為 10mil),元器件間走線盡量短(放置器件時應預先考慮)。3.7 旁路電容到相應IC的走線線寬>25mil,并盡量避免使用過孔。3.8 通過不同區(qū)域的信號線(如典型的低速控制/狀態(tài)信號)應在一點(首選)或兩點通過隔離地線。如果走線只位於一面, 隔離地線可走到PCB的另一面以跳過信號走線而保持連續(xù)。3.9 高頻信號走線避免使用90度角彎轉,應使用平滑圓弧或45度角。3.10 高頻信號走線應減少使用過孔連接
7、。3.11 所有信號走線遠離晶振電路。3.12 對高頻信號走線應采用單一連續(xù)走線,避免出現(xiàn)從一點延伸出幾段走線的情況。3.13 DAA電路中,穿孔周圍(所有層面)留出至少60mil的空間。3.14 清除地線環(huán)路,以防意外電流回饋影響電源。 4. 電源4.1 確定電源連接關系。4.2 數(shù)字信號布線區(qū)域中,用10uF電解電容或鉭電容與0.1uF瓷片電容并聯(lián)后接在電源/地之間.在PCB板電源入口端和最遠端各放置一處,以防電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾。4.3 對雙面板,在用電電路相同層面中,用兩邊線寬為 200mil的電源走線環(huán)繞該電路。(另一面須用數(shù)字地做相同處理)4.4 一般地,先布電源走線,再布信
8、號走線。 5. 地5.1雙面板中,數(shù)字和模擬元器件(除DAA)周圍及下方未使用之區(qū)域用數(shù)字地或模擬地區(qū)域填充,各層面同類地區(qū)域連接在一起,不同層面同類地區(qū)域通過多個過孔相連:Modem DGND引腳接至數(shù)字地區(qū)域,AGND引腳接至模擬地區(qū)域;數(shù)字地區(qū)域和模擬地區(qū)域用一條直的空隙隔開。5.2 四層板中,使用數(shù)字和模擬地區(qū)域覆蓋數(shù)字和模擬元器件(除DAA);Modem DGND引腳接至數(shù)字地區(qū)域,AGND引腳接至模擬地區(qū)域;數(shù)字地區(qū)域和模擬地區(qū)域用一條直的空隙隔開。5.3 如設計中須EMI過濾器,應在接口插座端預留一定空間,絕大多數(shù)EMI器件(Bead/電容)均可放置在該區(qū)域;未使用之區(qū)域用地區(qū)域
9、填充,如有屏蔽外殼也須與之相連。5.4 每個功能模塊電源應分開。功能模塊可分為:并行總線接口、顯示、數(shù)字電路(SRAM、EPROM、Modem)和DAA等,每個功能模塊的電源/地只能在電源/地的源點相連。5.5 對串行DTE模塊,使用去耦電容減少電源耦合,對電話線也可做相同處理。5.6 地線通過一點相連,如可能,使用Bead;如抑制EMI需要,允許地線在其它地方相連。5.7 所有地線走線盡量寬,25-50mil。5.8 所有IC電源/地間的電容走線盡量短,并不要使用過孔。 6. 晶振電路6.1 所有連到晶振輸入/輸出端(如XTLI、XTLO)的走線盡量短,以減少噪聲干擾及分布電容對Crysta
10、l的影響。XTLO走線盡量短,且彎轉角度不小於45度。(因XTLO連接至上升時間快,大電流之驅動器)6.2 雙面板中沒有地線層,晶振電容地線應使用盡量寬的短線連接至器件上離晶振最近的DGND引腳,且盡量減少過孔。6.3 如可能,晶振外殼接地。6.4 在XTLO引腳與晶振/電容節(jié)點處接一個100 Ohm電阻。6.5 晶振電容的地直接連接至 Modem的GND引腳,不要使用地線區(qū)域或地線走線來連接電容和Modem的GND引腳。 7. 使用EIA/TIA-232接口的獨立Modem設計7.1 使用金屬外殼。 如果須用塑料外殼,應在內部貼金屬箔片或噴導電物質以減小EMI。7.2 各電源線上放置相同模式
11、的Choke。7.3 元器件放置在一起并緊靠EIA/TIA-232接口的Connector。7.4 所有EIA/TIA-232器件從電源源點單獨連接電源/地。電源/地的源點應為板上電源輸入端或調壓芯片的輸出端。7.5 EIA/TIA-232電纜信號地接至數(shù)字地。針對模擬信號,再作一些詳細說明:模擬電路的設計是工程師們最頭疼、但也是最致命的設計部分,盡管目前數(shù)字電路、大規(guī)模集成電路的發(fā)展非常迅猛,但是模擬電路的設計仍是不可避免的,有時也是數(shù)字電路無法取代的,例如 RF 射頻電路的設計!這里將模擬電路設計中應該注意的問題總結如下,有些純屬經驗之談,還望大家多多補充、多多批評指正!. (1)為了獲得
12、具有良好穩(wěn)定性的反饋電路,通常要求在反饋環(huán)外面使用一個小電阻或扼流圈給容性負載提供一個緩沖。 (2)積分反饋電路通常需要一個小電阻(約 560 歐)與每個大于 10pF 的積分電容串聯(lián)。 (3)在反饋環(huán)外不要使用主動電路進行濾波或控制 EMC 的 RF 帶寬,而只能使用被動元件(最好為 RC 電路)。僅僅在運放的開環(huán)增益比閉環(huán)增益大的頻率下,積分反饋方法才有效。在更高的頻率下,積分電路不能控制頻率響應。 (4)為了獲得一個穩(wěn)定的線性電路,所有連接必須使用被動濾波器或其他抑制方法(如光電隔離)進行保護。 (5)使用 EMC 濾波器,并且與 IC 相關的濾波器都應該和本地的 0V 參考平面連接。
13、(6)在外部電纜的連接處應該放置輸入輸出濾波器,任何在沒有屏蔽系統(tǒng)內部的導線連接處都需要濾波,因為存在天線效應。另外,在具有數(shù)字信號處理或開關模式的變換器的屏蔽系統(tǒng)內部的導線連接處也需要濾波。 (7)在模擬 IC 的電源和地參考引腳需要高質量的 RF 去耦,這一點與數(shù)字 IC 一樣。但是模擬 IC 通常需要低頻的電源去耦,因為模擬元件的電源噪聲抑制比(PSRR)在高于 1KHz 后增加很少。在每個運放、比較器和數(shù)據(jù)轉換器的模擬電源走線上都應該使用 RC 或 LC 濾波。電源濾波器的拐角頻率應該對器件的 PSRR 拐角頻率和斜率進行補償,從而在整個工作頻率范圍內獲得所期望的 PSRR 。 (8)
14、對于高速模擬信號,根據(jù)其連接長度和通信的最高頻率,傳輸線技術是必需的。即使是低頻信號,使用傳輸線技術也可以改善其抗干擾性,但是沒有正確匹配的傳輸線將會產生天線效應。 (9)避免使用高阻抗的輸入或輸出,它們對于電場是非常敏感的。 (10)由于大部分的輻射是由共模電壓和電流產生的,并且因為大部分環(huán)境的電磁干擾都是共模問題產生的,因此在模擬電路中使用平衡的發(fā)送和接收(差分模式)技術將具有很好的 EMC 效果,而且可以減少串擾。平衡電路(差分電路)驅動不會使用 0V 參考系統(tǒng)作為返回電流回路,因此可以避免大的電流環(huán)路,從而減少 RF 輻射。 (11)比較器必須具有滯后(正反饋),以防止因為噪聲和干擾而
15、產生的錯誤的輸出變換,也可以防止在斷路點產生振蕩。不要使用比需要速度更快的比較器(將 dV/dt 保持在滿足要求的范圍內,盡可能低)。 (12)有些模擬 IC 本身對射頻場特別敏感,因此常常需要使用一個安裝在 PCB 上,并且與 PCB 的地平面相連接的小金屬屏蔽盒,對這樣的模擬元件進行屏蔽。注意,要保證其散熱條件。推薦答案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,會使產品的性能 下降,有時甚至影響到產品的成功率。所以對電、 地線的布線要認真對待,把電、地線所產生的噪音干擾降到最低限度,以保證 產品的質量。 對每個從事電子產品設計
16、的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產生的原因, 現(xiàn)只對降低式抑制噪音作 以表述: 眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。 盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,它們的關系是: 地線電源線信號線,通常信號線寬為:0.20.3mm,最經細寬度可達0.050.07mm,電源線為1.22.5 mm 對數(shù)字電路的PCB可 用寬的地導線組成一個回路, 即構成一個地網來使用(模擬電路的地不能這樣使用) 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?, 電源,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
17、或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路混合 構成的。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對外界只有一個結點,所以必須在PCB 內部進行處理數(shù)、模共地的問題,而在板內部數(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不多,再多加
18、層數(shù)就會造成浪費也會 給生產增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個矛盾,可以考慮在電(地)層上進行布線。首先應考慮用電源層,其 次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。 4、大面積導體中連接腿的處理 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:焊接需要大功率加熱器。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生虛焊點的可能性大大減少。多層板的
19、接電(地)層腿的處理相同。 5、布線中網絡系統(tǒng)的作用 在許多CAD系統(tǒng)中,布線是依據(jù)網絡系統(tǒng)決定的。網格過密,通路雖然有所增加,但步進太小,圖場的 數(shù)據(jù)量過大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時也對象計算機類電子產品的運算速度有極大的影響。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、定們孔所占用的等。網格過疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個疏密 合理的網格系統(tǒng)來支持布線的進行。 標準元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網格系統(tǒng)的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)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
20、、設計規(guī)則檢查(DRC) 布線設計完成后,需認真檢查布線設計是否符合設計者所制定的規(guī)則,同時也需確認所制定的規(guī)則是 否符合印制板生產工藝的需求,一般檢查有如下幾個方面: 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,是否滿足生產要求。 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。 對于關鍵的信號線是否采取了最佳措施,如長度最短,加保護線,輸入線及輸出線 被明顯地分開。 模擬電路和數(shù)字電路部分,是否有各自獨立的地線。 后加在PCB中的圖形(如圖標、注標)是否會造成信號短 路。 對一些不理想的
21、線形進行修改。 在PCB上是否加有工藝線?阻焊是否符合生產工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志 是否壓在器件焊盤上,以免影響電裝質量。 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。概述 本文檔的目的在于說明使用PADS的印制板設計軟件PowerPCB進行印制板設計的流程和一些注意事項,為一個工作組的 設計人員提供設計規(guī)范,方便設計人員之間進行交流和相互檢查。 2、設計流程 PCB的設計流程分為網表輸入、規(guī)則設置、元器件布局、布線、檢查、復查、輸出六個步驟. 2.1 網表輸入 網表輸入有兩種方法,一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Con
22、nection功能,選擇Send Netlist,應用OLE功能,可以隨時保 持原理圖和PCB圖的一致,盡量減少出錯的可能。 另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網表,選擇File->Import,將原理圖生成的網表輸入進來。 2.2 規(guī)則設置 如果在原理圖設計階段就已經把PCB的設計規(guī)則設置好的話,就不用再進行設置 這些規(guī)則了,因為輸入網表時,設計規(guī)則已隨網表輸入進PowerPCB了。如果修改了設計規(guī)則,必須同步原理圖,保證原理圖和PCB 的一致。除了設計規(guī)則和層定義外,還有一些規(guī)則需要設置,比如Pad Stacks,需要修改標準過孔的大小。如果設計者新建了一個 焊盤或過孔,一定要
23、加上Layer 25。 注意: PCB設計規(guī)則、層定義、過孔設置、CAM輸出設置已經作成缺省啟動文件,名稱為Default.stp,網表輸入進來以后,按照 設計的實際情況,把電源網絡和地分配給電源層和地層,并設置其它高級規(guī)則。在所有的規(guī)則都設置好以后,在PowerLogic中, 使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理圖中的規(guī)則設置,保證原 理圖和PCB圖的規(guī)則一致。 2.3 元器件布局 網表輸入以后,所有的元器件都會放在工作區(qū)的零點,重疊在一起,下一步的工作就是把這些元器件分開,按照 一些規(guī)則擺放整齊,即元器件布局。PowerPCB提供了
24、兩種方法,手工布局和自動布局。 2.3.1 手工布局 1. 工具印制板的結構尺寸畫出板邊(Board Outline)。 2. 將元器件分散(Disperse Components),元器件會排列在板邊的周圍。 3. 把元器件一個一個地移動、旋轉,放到板邊以內,按照一定的規(guī)則擺放整齊。 2.3.2 自動布局 PowerPCB提供了自動布局和自動的局部簇布局,但對大多數(shù)的設計來說,效果并不理想,不推薦使用。2.3.3 注意事項 a. 布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關系的器件放在一起 b. 數(shù)字器件和模擬器件要分開,盡量遠離 c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC
25、 d. 放置器件時要考慮以后的焊接,不要太密集 e. 多使用軟件提供的Array和Union功能,提高布局的效率 2.4 布線 布線的方式也有兩種,手工布線和自動布線。 PowerPCB提供的手工布線功能十分強大,包括自動推擠、在線設計規(guī)則檢查(DRC),自動布線由Specctra的布線引擎進行,通常 這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工自動手工。 2.4.1 手工布線 1. 自動布線前,先用手工布一些重要的網絡,比如高頻時鐘、主電源等,這些網絡往往對走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊 的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動布線很難布得有規(guī)則,也要用手工布線。 2. 自動布線以后,還要用手
26、工布線對PCB的走線進行調整。 2.4.2 自動布線 手工布線結束以后,剩下的 網絡就交給自動布線器來自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動Specctra布線器的接口,設置好DO文件,按Continue就啟動了Specctra 布線器自動布線,結束后如果布通率為100%,那么就可以進行手工調整布線了;如果不到100%,說明布局或手工布線有問題,需要 調整布局或手工布線,直至全部布通為止。 2.4.3 注意事項 a. 電源線和地線盡量加粗 b. 去耦電容盡量與VCC直接連接 c. 設置Specctra的DO文件時,首先添加Protect all wires命令,保護手工布的線不被
27、自動布線器重布 d. 如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線之前將其分割,布完線之后,使用Pour Manager的Plane Connect進行覆銅 e. 將所有的器件管腳設置為熱焊盤方式,做法是將Filter設為Pins,選中所有的管腳,修改屬性,在Thermal選項前打勾 f. 手動布線時把DRC選項打開,使用動態(tài)布線(Dynamic Route) 2.5 檢查 檢查的項目有間距(Clearance)、連接性(Connectivity)、高速規(guī)則(High Speed)和電源層(Plane),這些項目 可以選擇Tools->Verify Des
28、ign進行。如果設 置了高速規(guī)則,必須檢查,否則可以跳過這一項。檢查出錯誤,必須修改布局和布線。 注意: 有些錯誤可以忽略,例如有些接 插件的Outline的一部分放在了板框外,檢查間距時會出錯;另外每次修改過走線和過孔之后,都要重新覆銅一次。 2.6 復查 復查根據(jù)“PCB檢查表”,內容包括設計規(guī)則,層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設置;還要重點復查器件布局的合理 性,電源、地線網絡的走線,高速時鐘網絡的走線與屏蔽,去耦電容的擺放和連接等。復查不合格,設計者要修改布局和布線,合 格之后,復查者和設計者分別簽字。 2.7 設計輸出 PCB設計可以輸出到打印機或輸出光繪文件。打印機可以把PCB分層
29、打印,便于設計者和復查者檢查;光繪文件交給 制板廠家,生產印制板。光繪文件的輸出十分重要,關系到這次設計的成敗,下面將著重說明輸出光繪文件的注意 事項。 a. 需要輸出的層有布線層(包括頂層、底層、中間布線層)、電源層(包括VCC層和GND層)、絲印層(包括頂層絲印、底層絲?。?、阻焊層(包括頂層阻焊和底層阻焊),另外還要生成鉆孔文件(NC Drill) b. 如果電源層設置為Split/Mixed,那么在Add Document窗口的Document項選擇Routing,并且每次輸出光繪文件之前,都要對PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進行覆銅; 如果設置為CA
30、M Plane,則選擇Plane,在設置Layer項的時候,要把Layer25加上,在Layer25層中選擇Pads和Viasc. 在設備設置窗口 (按Device Setup),將Aperture的值改為199 d. 在設置每層的Layer時,將Board Outline選上 . 設置絲印層的Layer時,不要選擇Part Type,選擇頂層(底層)和絲印層的Outline、Text、Line f. 設置阻焊層的Layer時,選擇過孔表示過孔上不加阻焊,不選過孔表示家阻焊,視具體情況確定 g. 生成鉆孔文件時,使用PowerPCB的缺省設置,不要作任何改動 h. 所有光繪文件輸出以后,用CA
31、M350打開并打印,由設計者和復查者根據(jù)“PCB檢查表”檢查過孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%。 簡單的說來,PCB上的每一個孔都可以稱之為過孔。從作用上看,過孔可以分成兩類:一是用作各層間的電氣連接; 二是用作器件的固定或定位。如果從工藝制程上來說,這些過孔一般又分為三類,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔 (through via)。盲孔位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內層線路的連接,孔的深度通常不 超過一定的比率(孔徑)。埋孔是指位于印刷線路板內層的連接孔,它不會延伸
32、到線路板的表面。上述兩類孔都位于線路板的內層, 層壓前利用通孔成型工藝完成,在過孔形成過程中可能還會重疊做好幾個內層。第三種稱為通孔,這種孔穿過整個線路板,可用于實 現(xiàn)內部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實現(xiàn),成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩 種過孔。以下所說的過孔,沒有特殊說明的,均作為通孔考慮。 從設計的角度來看,一個過孔主要由兩個部分組成,一是中間的鉆孔 (drill hole),二是鉆孔周圍的焊盤區(qū),見下圖。這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。很顯然,在高速,高密度的PCB設計時,設 計者總是希望過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外
33、,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。 但孔尺寸的減小同時帶來了成本的增加,而且過孔的尺寸不可能無限制的減小,它受到鉆孔(drill)和電鍍(plating)等工藝技術的 限制:孔越小,鉆孔需花費的時間越長,也越容易偏離中心位置;且當孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅。 比如,現(xiàn)在正常的一塊6層PCB板的厚度(通孔深度)為50Mil左右,所以PCB廠家能提供的鉆孔直徑最小只能達到8Mil。 二、過孔的寄 生電容 過孔本身存在著對地的寄生電容,如果已知過孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材 介電常數(shù)為,則過孔的寄生電容大小近似于: C=1.41TD1/(D2-D1) 過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升 時間,降低了電路的速度。舉例來說,對于一塊厚度為50Mil的PCB板,如果使用內徑為10Mil,焊盤直徑為20Mil的過孔,焊盤與地鋪 銅區(qū)的距離為32Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF, 這部分電容引起的上升時間變化
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