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PCB高频板 |
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如何选择高频高速板材
选择PCB板材在满足设计需求、可量产性、成本中间取得平衡点。简单而言,设计需求包含电气和结构可靠性这两部分。通常在设计非常高速的PCB板子(大于GHz的频率)时这板材问题会比较重要。例如,现在常用的FR-4材质,在几个GHz的频率时的介质损Df(Dielectricloss)会很大,可能就不适用。
举例来说,10Gb/S高速数字信号是方波,它可以看作是不同频率的正弦波信号的叠加。因此10Gb/S包含许多不同频率信号:5Ghz的基波信号、3阶15GHz、5阶25GHz、7阶35GHz信号等。保持数字信号的完整性以及上下沿的陡峭程度和射频微波(数字信号的高频谐波部分达到了微波频段)的低损耗低失真传输一样。因此,在诸多方面,高速数字电路PCB选材和射频微波电路的需求类似。
在实际的工程操作中,高频板材的选择看似简单但需要考虑的因素还是非常多的,通过本文的介绍,作为PCB设计工程师或者高速项目负责人,对板材的特性及选择有一定的了解。了解板材电性能、热性能、可靠性等。并合理使用层叠,设计出一块可靠性高、加工性好的产品,各种因素的考量达到佳化。
抗ESD的PCB布局与布线设计
尽可能使用多层PCB板结构,在PCB板内层布置的电源和地平面。采用旁路和退耦电容。尽量将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层,对于顶层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB,可以考虑使用内层走线。
确保每一个功能电路和各功能电路之间的元器件布局尽可能紧凑,对易受ESD影响的电路或敏感元器件,应该放在靠近PCB板中心的区域,这样其它的电路可以为它们提供一定的屏蔽作用。在能被ESD直接击中的区域,每一个信号线附近都要布一条地线。
在ESD容易进入的设备I/0接口处以及人手经常需要触摸或操作的位置,比如复位键、通讯口、开/关机键、功能按键等。通常在接收端放置瞬态保护器、串联电阻或磁珠。
要确保信号线尽可能短,信号线的长度大于12inch(30cm)时,一定要平行布一条地线。
确保信号线和相应回路之间的环路面积尽可能小,对于长信号每隔几厘米或几英寸调换信号线和地线的位置来减小环路面积。
确保电源和地之间的环路面积尽可能小,在靠近集成电路芯片(IC)每一个电源管脚的地方放置一个高频电容。
在可能的情况下,要用地填充未使用的区域,每隔<2inch(5cm)距离将所有层的填充地连起来。
电源或地平面上开口长度超过8mm时,要用窄的导线将开口两侧连接起来。
复位线、中断信号线、或者边沿触发信号线不能布置在靠近PCB板边沿的地方。
在PCB板的整个外围四周布置环形地通路,尽可能使所有层的环形地宽度大于100mil。每隔500mil用过孔将所有层的环形地连接起来,信号线距离环形地>20mil(0.5mm)。
pcb多层板的优劣势是什么?
PCB多层板有什么优点,又有什么缺点呢?今天就为大家解释一下吧!
如果将PCB单面板和PCB多层板相比,先不讨论其内部质量如何,我们都可以通过表面看到差异。这些差异对于PCB在整个使用寿命内的耐久性和功能性非常重要。PCB多层板的主要优点:这种电路板具有抗氧化性。多样的结构、高密度、表面涂层技术,确保电路板的质量和安全,可以安全使用。以下是高可靠性多层板的重要特点,即PCB多层板的优缺点:
1.PCB多层板孔壁铜厚度为正常是25微米。
优点:增强的可靠性,包括改善的z轴扩展阻力。
缺点:但也存在着一定的风险:在实际使用的情况下,在吹出或脱气,组装过程中的电连接性(内层分离,孔壁破裂)或在负载条件下发生故障的可能性的问题。IPC Class2(大多数工厂的标准)要求PCB多层板镀铜少于20%。
2.无焊接修复或开路修复 。
优点:的电路确保可靠性和安全性,无需维护,无风险。
缺点:如果维修不当,PCB多层板是开放的。即使适当固定,在负载条件(振动等)下也可能存在故障的风险,这可能导致实际使用中的故障。
3.超出IPC规范的清洁度要求。
优点:提高PCB多层板清洁度可提高可靠性。
风险:接线板上的残留物,焊料的积聚会给防焊层带来风险,离子残留物会导致焊接表面被腐蚀和污染的风险,这可能导致可靠性问题(差焊接点/电气故障)并终增加实际故障发生的概率。
4.严格控制每个表面处理的使用寿命。
优点:焊接,可靠性和降低水分侵入的风险。
风险:是旧PCB多层板的表面处理可能导致金相变化,可能会有焊锡性问题,而水分侵入可能导致组装过程中的问题或分层的实际使用,内壁和壁壁的分离(开路)等。
无论是在制造组装流程还是在实际使用中,PCB多层板都要具有可靠的性能,当然这个跟PCB打板工厂的设备、工艺技术水平都有一定的关联。