4000-169-679

首页技术支持 PCB设计高手的进阶秘籍

PCB设计高手的进阶秘籍

2024年03月01日10:00 

说到PCB,很多朋友会想到它在我们周围随处可见,从一切的家用电器,电脑内的各种配件,到各种数码产品,只要是电子产品几乎都会用到PCB,那么到底什么是PCB呢?

PCB就是PrintedCircuitBlock,即印制电路板,供电子组件安插,有线路的基版。通过使用印刷方式将镀铜的基版印上防蚀线路,并加以蚀刻冲洗出线路。PCB可以分为单层板、双层板和多层板。各种电子元件都是被集成在PCB上的,在最基本的单层PCB上,零件都集中在一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,这样的PCB的正反面分别被称为零件面(ComponentSide)与焊接面(SolderSide)。双层板可以看作把两个单层板相对粘合在一起组成,板的两面都有电子元件和走线。有时候需要把一面的单线连接到板的另一面,这就要通过导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。现在很多电脑主板都在用4层甚至6层PCB,而显卡一般都在用了6层PCB,很多高端显卡像nVIDIAGeForce4Ti系列就采用了8层PCB,这就是所谓的多层PCB。在多层PCB上也会遇到连接各个层之间线路的问题,也可以通过导孔来实现。由于是多层PCB,所以有时候导孔不需要穿透整个PCB,这样的导孔叫做埋孔(Buriedvias)和盲孔(Blindvias),因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接,不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。在多层板PCB中,整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层(Signal),电源层(Power)或是地线层(Ground)。如果PCB上的零件需要不同的电源供应,通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。采用的PCB层数越多,成本也就越高。当然,采用更多层的PCB对提供信号的稳定性很有帮助。专业的PCB制作过程相当复杂,拿4层PCB为例。

主板的PCB大都是4层的。制造的时候是先将中间两层各自碾压、裁剪、蚀刻、氧化电镀后,这4层分别是元器件面、电源层、地层和焊锡压层。再将这4层放在一起碾压成一块主板的PCB。接着打孔、做过孔。洗净之后,将外面两层的线路印上、敷铜、蚀刻、测试、阻焊层、丝印。最后将整版PCB(含许多块主板)冲压成一块块主板的PCB,再通过测试后进行真空包装。如果PCB制作过程中铜皮敷着得不好,会有粘贴不牢现象,容易隐含短路或电容效应(容易产生干扰)。PCB上的过孔也是必须注意的。如果孔打得不是在正中间,而是偏向一边,就会产生不均匀匹配,或者容易与中间的电源层或地层接触,从而产生潜在短路或接地不良因素。


铜线布线过程


制作的第一步是建立出零件间联机的布线。我们采用负片转印方式将工作底片表现在金属导体上。这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。追加式转印是另一种比较少人使用的方式,这是只在需要的地方敷上铜线的方法,不过我们在这里就不多谈了。正光阻剂是由感光剂制成的,它在照明下会溶解。有很多方式可以处理铜表面的光阻剂,不过最普遍的方式,是将它加热,并在含有光阻剂的表面上滚动。它也可以用液态的方式喷在上头,不过干膜式提供比较高的分辨率,也可以制作出比较细的导线。遮光罩只是一个制造中PCB层的模板。在PCB上的光阻剂经过UV光曝光之前,覆盖在上面的遮光罩可以防止部份区域的光阻剂不被曝光。这些被光阻剂盖住的地方,将会变成布线。在光阻剂显影之后,要蚀刻的其它的裸铜部份。蚀刻过程可以将板子浸到蚀刻溶剂中,或是将溶剂喷在板子上。一般用作蚀刻溶剂使用三氯化铁等。蚀刻结束后将剩下的光阻剂去除掉。一
布线宽度和电流一般宽度不宜小于0.2mm(8mil),在高密度高精度的PCB上,间距和线宽一般0.3mm(12mil)。当铜箔的厚度在50um左右时,导线宽度1~1.5mm (60mil) = 2A。公共地一般80mil,对于有微处理器的应用更要注意。二
到底多高的频率才算高速板?当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号。对于数字电路,关键是看信号的边沿陡峭程度,即信号的上升、下降时间。按照一本非常经典的书《HighSpeedDigtalDesign>的理论,信号从10%上升到90%的时间小于6倍导线延时,就是高速信号!——即8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线路论。三
PCB的堆叠与分层多层印制板有更好的电磁兼容性设计,使得印制板在正常工作时能满足电磁兼容和敏感度标准,正确的堆叠有助于屏蔽和抑制EMI。多层印制板分层及堆叠中一般遵循以下基本原则:①电源平面应尽量靠近接地平面,并应在接地平面之下;②布线层应安排与映象平面层相邻;③电源与地层阻抗最低;④在中间层形成带状线,表面形成微带线。两者特性不同;⑤重要信号线应紧临地层。多层板相对于普通双层板和单层板的一个非常重要的优势就是:信号线和电源可以分布在不同的板层上,提高信号的隔离程度和抗干扰性能。然而,不少工程师对于PCB的分层和堆叠仍感到头痛,以常用的4层板为例。

四层板有以下几种叠层顺序(下面分别把各种不同的叠层优劣作说明)

第一种情况:

应当是四层板中最好的一种情况。

因为外层是地层,对EMI有屏蔽作用,同时电源层同地层也可靠得很近,使得电源内阻较小,取得最佳郊果。

但第一种情况不能用于当本板密度比较大的情况。因为这样一来,就不能保证第一层地的完整性,这样第二层信号会变得更差。

另外,此种结构也不能用于全板功耗比较大的情况。

第二种情况:

是我们平时最常用的一种方式。

网友热评

电话咨询 公司地图 短信咨询 首页