【摘要】本文结合作者多年的印制板设计经验,着重印制板的电气性能,从印制板稳定性、可靠性方面,来讨论多层印制板设计的基本要求。【关键词】印制电路板;表面贴装器件;高密度互连;通孔【Key words】Printed Circuit Board;Surface Mounting Device;High Density Interface;Via一.概述印制板(PCB-Printed Circuit Board)也叫印制电路板、印刷电路板。多层印制板,就是指两层以上的印制板,它是由几层绝缘基板上的连接导线和装配焊接电子元件用的焊盘组成,既具有导通各层线路,又具有相互间绝缘的作用。随着SMT(表面安装技术)的不断发展,以及新一代SMD(表面安装器件)的不断推出,如QFP、QFN、CSP、BGA(特别是MBGA),使电子产品更加智能化、小型化,因而推动了PCB工业技术的重大改革和进步。自1991年IBM公司首先成功开发出高密度多层板(SLC)以来,各国各大集团也相继开发出各种各样的高密度互连(HDI)微孔板。这些加工技术的迅猛发展,促使了PCB的设计已逐渐向多层、高密度布线的方向发展。多层印制板以其设计灵活、稳定可靠的电气性能和优越的经济性能,现已广泛应用于电子产品的生产制造中。下面,作者以多年设计印制板的经验,着重印制板的电气性能,结合工艺要求,从印制板稳定性、可靠性方面,来谈谈多层制板设计的基本要领。
上传时间: 2013-11-19
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过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看,过孔可以分成两类:一是用作各层间的电气连接;二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说,这些过孔一般又分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接,孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型工艺完成,在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以绝大部分印刷电路板均使用它,而不用另外两种过孔。以下所说的过孔,没有特殊说明的,均作为通孔考虑。
上传时间: 2013-11-08
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第一章 传输线理论一 传输线原理二 微带传输线三 微带传输线之不连续分析第二章 被动组件之电感设计与分析一 电感原理二 电感结构与分析三 电感设计与模拟四 电感分析与量测传输线理论与传统电路学之最大不同,主要在于组件之尺寸与传导电波之波长的比值。当组件尺寸远小于传输线之电波波长时,传统的电路学理论才可以使用,一般以传输波长(Guide wavelength)的二十分之ㄧ(λ/20)为最大尺寸,称为集总组件(Lumped elements);反之,若组件的尺寸接近传输波长,由于组件上不同位置之电压或电流的大小与相位均可能不相同,因而称为散布式组件(Distributed elements)。 由于通讯应用的频率越来越高,相对的传输波长也越来越小,要使电路之设计完全由集总组件所构成变得越来越难以实现,因此,运用散布式组件设计电路也成为无法避免的选择。 当然,科技的进步已经使得集总组件的制作变得越来越小,例如运用半导体制程、高介电材质之低温共烧陶瓷(LTCC)、微机电(MicroElectroMechanical Systems, MEMS)等技术制作集总组件,然而,其中电路之分析与设计能不乏运用到散布式传输线的理论,如微带线(Microstrip Lines)、夹心带线(Strip Lines)等的理论。因此,本章以讨论散布式传输线的理论开始,进而以微带传输线为例介绍其理论与公式,并讨论微带传输线之各种不连续之电路,以作为后续章节之被动组件的运用。
标签: 传输线
上传时间: 2014-01-10
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由于Powerpcb(pads)本身布不了蛇形线,要用pads带的Blazeroutel来布.Blazeroute是PADS专用的布线工具.用Blazeroute打开pcb,如图
上传时间: 2013-12-24
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数字地模拟地的布线规则,如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。 如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时,将形成一个非常大的电流环路。另外,模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。
上传时间: 2013-10-23
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当你认为你已经掌握了PCB 走线的特征阻抗Z0,紧接着一份数据手册告诉你去设计一个特定的差分阻抗。令事情变得更困难的是,它说:“……因为两根走线之间的耦合可以降低有效阻抗,使用50Ω的设计规则来得到一个大约80Ω的差分阻抗!”这的确让人感到困惑!这篇文章向你展示什么是差分阻抗。除此之外,还讨论了为什么是这样,并且向你展示如何正确地计算它。 单线:图1(a)演示了一个典型的单根走线。其特征阻抗是Z0,其上流经的电流为i。沿线任意一点的电压为V=Z0*i( 根据欧姆定律)。一般情况,线对:图1(b)演示了一对走线。线1 具有特征阻抗Z11,与上文中Z0 一致,电流i1。线2具有类似的定义。当我们将线2 向线1 靠近时,线2 上的电流开始以比例常数k 耦合到线1 上。类似地,线1 的电流i1 开始以同样的比例常数耦合到线2 上。每根走线上任意一点的电压,还是根据欧姆定律,
标签: 差分阻抗
上传时间: 2013-10-20
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电路板布局………………………………………42.1 电源和地…………………………………………………………………….42.1.1 感抗……………………………………………………………………42.1.2 两层板和四层板………………………………………………………42.1.3 单层板和二层板设计中的微处理器地……………………………….42.1.4 信号返回地……………………………………………………………52.1.5 模拟数字和高压…………………………………………………….52.1.6 模拟电源引脚和模拟参考电压……………………………………….52.1.7 四层板中电源平面因该怎么做和不应该怎么做…………………….52.2 两层板中的电源分配……………………………………………………….62.2.1 单点和多点分配……………………………………………………….62.2.2 星型分配………………………………………………………………62.2.3 格栅化地……………………………………………………………….72.2.4 旁路和铁氧体磁珠……………………………………………………92.2.5 使噪声靠近磁珠……………………………………………………..102.3 电路板分区………………………………112.4 信号线……………………………………………………………………...122.4.1 容性和感性串扰……………………………………………………...122.4.2 天线因素和长度规则………………………………………………...122.4.3 串联终端传输线…………………………………………………..132.4.4 输入阻抗匹配………………………………………………………...132.5 电缆和接插件……………………………………………………………...132.5.1 差模和共模噪声……………………………………………………...142.5.2 串扰模型……………………………………………………………..142.5.3 返回线路数目……………………………………..142.5.4 对板外信号I/O的建议………………………………………………142.5.5 隔离噪声和静电放电ESD ……………………………………….142.6 其他布局问题……………………………………………………………...142.6.1 汽车和用户应用带键盘和显示器的前端面板印刷电路板………...152.6.2 易感性布局…………………………………………………………...15
上传时间: 2013-10-10
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磁芯电感器的谐波失真分析 摘 要:简述了改进铁氧体软磁材料比损耗系数和磁滞常数ηB,从而降低总谐波失真THD的历史过程,分析了诸多因数对谐波测量的影响,提出了磁心性能的调控方向。 关键词:比损耗系数, 磁滞常数ηB ,直流偏置特性DC-Bias,总谐波失真THD Analysis on THD of the fer rite co res u se d i n i nductancShi Yan Nanjing Finemag Technology Co. Ltd., Nanjing 210033 Abstract: Histrory of decreasing THD by improving the ratio loss coefficient and hysteresis constant of soft magnetic ferrite is briefly narrated. The effect of many factors which affect the harmonic wave testing is analysed. The way of improving the performance of ferrite cores is put forward. Key words: ratio loss coefficient,hysteresis constant,DC-Bias,THD 近年来,变压器生产厂家和软磁铁氧体生产厂家,在电感器和变压器产品的总谐波失真指标控制上,进行了深入的探讨和广泛的合作,逐步弄清了一些似是而非的问题。从工艺技术上采取了不少有效措施,促进了质量问题的迅速解决。本文将就此热门话题作一些粗浅探讨。 一、 历史回顾 总谐波失真(Total harmonic distortion) ,简称THD,并不是什么新的概念,早在几十年前的载波通信技术中就已有严格要求<1>。1978年邮电部公布的标准YD/Z17-78“载波用铁氧体罐形磁心”中,规定了高μQ材料制作的无中心柱配对罐形磁心详细的测试电路和方法。如图一电路所示,利用LC组成的150KHz低通滤波器在高电平输入的情况下测量磁心产生的非线性失真。这种相对比较的实用方法,专用于无中心柱配对罐形磁心的谐波衰耗测试。 这种磁心主要用于载波电报、电话设备的遥测振荡器和线路放大器系统,其非线性失真有很严格的要求。 图中 ZD —— QF867 型阻容式载频振荡器,输出阻抗 150Ω, Ld47 —— 47KHz 低通滤波器,阻抗 150Ω,阻带衰耗大于61dB, Lg88 ——并联高低通滤波器,阻抗 150Ω,三次谐波衰耗大于61dB Ld88 ——并联高低通滤波器,阻抗 150Ω,三次谐波衰耗大于61dB FD —— 30~50KHz 放大器, 阻抗 150Ω, 增益不小于 43 dB,三次谐波衰耗b3(0)≥91 dB, DP —— Qp373 选频电平表,输入高阻抗, L ——被测无心罐形磁心及线圈, C ——聚苯乙烯薄膜电容器CMO-100V-707APF±0.5%,二只。 测量时,所配用线圈应用丝包铜电磁线SQJ9×0.12(JB661-75)在直径为16.1mm的线架上绕制 120 匝, (线架为一格) , 其空心电感值为 318μH(误差1%) 被测磁心配对安装好后,先调节振荡器频率为 36.6~40KHz, 使输出电平值为+17.4 dB, 即选频表在 22′端子测得的主波电平 (P2)为+17.4 dB,然后在33′端子处测得输出的三次谐波电平(P3), 则三次谐波衰耗值为:b3(+2)= P2+S+ P3 式中:S 为放大器增益dB 从以往的资料引证, 就可以发现谐波失真的测量是一项很精细的工作,其中测量系统的高、低通滤波器,信号源和放大器本身的三次谐波衰耗控制很严,阻抗必须匹配,薄膜电容器的非线性也有相应要求。滤波器的电感全由不带任何磁介质的大空心线圈绕成,以保证本身的“洁净” ,不至于造成对磁心分选的误判。 为了满足多路通信整机的小型化和稳定性要求, 必须生产低损耗高稳定磁心。上世纪 70 年代初,1409 所和四机部、邮电部各厂,从工艺上改变了推板空气窑烧结,出窑后经真空罐冷却的落后方式,改用真空炉,并控制烧结、冷却气氛。技术上采用共沉淀法攻关试制出了μQ乘积 60 万和 100 万的低损耗高稳定材料,在此基础上,还实现了高μ7000~10000材料的突破,从而大大缩短了与国外企业的技术差异。当时正处于通信技术由FDM(频率划分调制)向PCM(脉冲编码调制) 转换时期, 日本人明石雅夫发表了μQ乘积125 万为 0.8×10 ,100KHz)的超优铁氧体材料<3>,其磁滞系数降为优铁
上传时间: 2014-12-24
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减小电磁干扰的印刷电路板设计原则 内 容 摘要……1 1 背景…1 1.1 射频源.1 1.2 表面贴装芯片和通孔元器件.1 1.3 静态引脚活动引脚和输入.1 1.4 基本回路……..2 1.4.1 回路和偶极子的对称性3 1.5 差模和共模…..3 2 电路板布局…4 2.1 电源和地…….4 2.1.1 感抗……4 2.1.2 两层板和四层板4 2.1.3 单层板和二层板设计中的微处理器地.4 2.1.4 信号返回地……5 2.1.5 模拟数字和高压…….5 2.1.6 模拟电源引脚和模拟参考电压.5 2.1.7 四层板中电源平面因该怎么做和不应该怎么做…….5 2.2 两层板中的电源分配.6 2.2.1 单点和多点分配.6 2.2.2 星型分配6 2.2.3 格栅化地.7 2.2.4 旁路和铁氧体磁珠……9 2.2.5 使噪声靠近磁珠……..10 2.3 电路板分区…11 2.4 信号线……...12 2.4.1 容性和感性串扰……...12 2.4.2 天线因素和长度规则...12 2.4.3 串联终端传输线…..13 2.4.4 输入阻抗匹配...13 2.5 电缆和接插件……...13 2.5.1 差模和共模噪声……...14 2.5.2 串扰模型……..14 2.5.3 返回线路数目..14 2.5.4 对板外信号I/O的建议14 2.5.5 隔离噪声和静电放电ESD .14 2.6 其他布局问题……...14 2.6.1 汽车和用户应用带键盘和显示器的前端面板印刷电路板...15 2.6.2 易感性布局…...15 3 屏蔽..16 3.1 工作原理…...16 3.2 屏蔽接地…...16 3.3 电缆和屏蔽旁路………………..16 4 总结…………………………………………17 5 参考文献………………………17
上传时间: 2013-10-24
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PCB设计问题集锦 问:PCB图中各种字符往往容易叠加在一起,或者相距很近,当板子布得很密时,情况更加严重。当我用Verify Design进行检查时,会产生错误,但这种错误可以忽略。往往这种错误很多,有几百个,将其他更重要的错误淹没了,如何使Verify Design会略掉这种错误,或者在众多的错误中快速找到重要的错误。 答:可以在颜色显示中将文字去掉,不显示后再检查;并记录错误数目。但一定要检查是否真正属于不需要的文字。 问: What’s mean of below warning:(6230,8330 L1) Latium Rule not checked: COMPONENT U26 component rule.答:这是有关制造方面的一个检查,您没有相关设定,所以可以不检查。 问: 怎样导出jop文件?答:应该是JOB文件吧?低版本的powerPCB与PADS使用JOB文件。现在只能输出ASC文件,方法如下STEP:FILE/EXPORT/选择一个asc名称/选择Select ALL/在Format下选择合适的版本/在Unit下选Current比较好/点击OK/完成然后在低版本的powerPCB与PADS产品中Import保存的ASC文件,再保存为JOB文件。 问: 怎样导入reu文件?答:在ECO与Design 工具盒中都可以进行,分别打开ECO与Design 工具盒,点击右边第2个图标就可以。 问: 为什么我在pad stacks中再设一个via:1(如附件)和默认的standardvi(如附件)在布线时V选择1,怎么布线时按add via不能添加进去这是怎么回事,因为有时要使用两种不同的过孔。答:PowerPCB中有多个VIA时需要在Design Rule下根据信号分别设置VIA的使用条件,如电源类只能用Standard VIA等等,这样操作时就比较方便。详细设置方法在PowerPCB软件通中有介绍。 问:为什么我把On-line DRC设置为prevent..移动元时就会弹出(图2),而你们教程中也是这样设置怎么不会呢?答:首先这不是错误,出现的原因是在数据中没有BOARD OUTLINE.您可以设置一个,但是不使用它作为CAM输出数据. 问:我用ctrl+c复制线时怎设置原点进行复制,ctrl+v粘帖时总是以最下面一点和最左边那一点为原点 答: 复制布线时与上面的MOVE MODE设置没有任何关系,需要在右键菜单中选择,这在PowerPCB软件通教程中有专门介绍. 问:用(图4)进行修改线时拉起时怎总是往左边拉起(图5),不知有什么办法可以轻易想拉起左就左,右就右。答: 具体条件不明,请检查一下您的DESIGN GRID,是否太大了. 问: 好不容易拉起右边但是用(图6)修改线怎么改怎么下面都会有一条不能和在一起,而你教程里都会好好的(图8)答:这可能还是与您的GRID 设置有关,不过没有问题,您可以将不需要的那段线删除.最重要的是需要找到布线的感觉,每个软件都不相同,所以需要多练习。 问: 尊敬的老师:您好!这个图已经画好了,但我只对(如图1)一种的完全间距进行检查,怎么错误就那么多,不知怎么改进。请老师指点。这个图在附件中请老师帮看一下,如果还有什么问题请指出来,本人在改进。谢!!!!!答:请注意您的DRC SETUP窗口下的设置是错误的,现在选中的SAME NET是对相同NET进行检查,应该选择NET TO ALL.而不是SAME NET有关各项参数的含义请仔细阅读第5部教程. 问: U101元件已建好,但元件框的拐角处不知是否正确,请帮忙CHECK 答:元件框等可以通过修改编辑来完成。问: U102和U103元件没建完全,在自动建元件参数中有几个不明白:如:SOIC--》silk screen栏下spacing from pin与outdent from first pin对应U102和U103元件应写什么数值,还有这两个元件SILK怎么自动设置,以及SILK内有个圆圈怎么才能画得与该元件参数一致。 答:Spacing from pin指从PIN到SILK的Y方向的距离,outdent from first pin是第一PIN与SILK端点间的距离.请根据元件资料自己计算。
上传时间: 2013-10-07
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