精密PCB製造、高頻PCB、高速PCB、標準PCB、多層PCB和PCB組裝。
每個人都知道PCB佈局是將電路圖轉換為實際電路圖 PCB電路板, 但這不是一個簡單的過程. 國外很多人打電話 PCB設計 藝術. 打一個電話並不難 PCB板, 但必須做好. 使用PCB完美實現其功能並非易事.
微電子領域的兩大難點是高頻訊號和微弱訊號的處理. 在這方面, PCB生產水准尤其重要. 相同的原理設計, 相同的組件, 不同的人生產的PCBA有不同的結果., 那麼我們怎樣才能做好 PCB板? 根據我們過去的經驗, 我想談談我對以下幾個方面的看法：
一：明確設計目標
接收設計任務, 我們必須首先明確其設計目標, 是否為普通 PCB板, a 高頻PCB板, 小信號處理 PCB板 或者 PCB板 具有高頻和小信號處理. 如果是普通的 PCB板, 只要佈局和佈線合理、整潔, 機械尺寸準確, 如果有中載重線和長輸電線, 必須採取某些措施來减少負荷, 必須加强長線行駛, 重點是防止長線反射. 當電路板上有超過40MHz的訊號線時, 應特別注意這些訊號線, 例如線路之間的串擾. 如果頻率更高, 接線長度有更嚴格的限制. 根據分佈參數網絡理論, 高速電路及其佈線之間的相互作用是一個决定性因素，在系統設計中不容忽視. 隨著閘門傳送速率的新增, 訊號線上的阻力將相應新增, 相鄰訊號線之間的串擾將成比例新增. 通常地, 高速電路的功耗和散熱也非常大, 所以高速PCB正在製造中. 應給予足够的重視.
當電路板上有毫伏甚至微伏級的微弱訊號時，需要特別注意這些訊號線。 小訊號太弱，很容易受到其他强訊號的干擾。 遮罩措施通常是必要的，否則會大大降低信噪比。 囙此，有用訊號被雜訊淹沒，無法有效選取。
在設計階段還應考慮電路板的調試。 測試點的物理位置、測試點的隔離和其他因素不可忽視，因為一些小訊號和高頻訊號不能直接添加到探頭進行量測。
此外, 應考慮其他相關因素, 例如電路板的層數, 所用組件的包裝形狀, 板的機械強度. 在進行 PCB板, 你必須對設計的設計目標有一個很好的想法.
二 瞭解所用組件功能的佈局和佈線要求
我們知道，一些特殊組件在佈局和佈線方面有特殊要求，例如LOTI和APH使用的類比信號放大器。 類比信號放大器需要穩定的電源和較小的紋波。 使類比小訊號部分盡可能遠離電源設備。 在OTI板上，小訊號放大部分還專業配備了遮罩蓋，以遮罩雜散電磁干擾。 NTOI板上使用的GLINK晶片使用ECL科技，該科技消耗大量電力並產生熱量。 佈局中必須特別考慮散熱問題。 如果使用自然散熱，GLINK晶片必須放置在空氣迴圈相對平穩的地方。， 並且輻射的熱量不會對其他晶片產生很大影響。 如果電路板配備揚聲器或其他大功率設備，可能會對電源造成嚴重污染。 這一點也應引起足够的重視。
3 組件佈局注意事項
部件佈局中必須考慮的第一個因素是電力效能。 盡可能將緊密連接的部件放在一起，特別是對於一些高速線路，在佈置功率訊號和小訊號設備時，使其盡可能短。 待分離。 在滿足電路效能的前提下，元件必須放置整齊美觀，易於測試。 還必須仔細考慮電路板的機械尺寸和插座的位置。
高速系統中互連線上的接地和傳輸延遲時間也是系統設計中首先要考慮的因素。 訊號線上的傳輸時間對整個系統速度有很大影響，尤其是對於高速ECL電路。 雖然集成電路塊本身速度很快，但這是由於在背板上使用普通互連線（每條30cm線的長度約為2ns的延遲量）新增了延遲時間，這可以大大降低系統速度。 同步工作部件（如位移暫存器和同步計數器）最好放置在同一個挿件板上，因為不同挿件板上的時鐘訊號傳輸延遲時間不相等，這可能會導致位移暫存器產生重大錯誤。 如果不能將其放置在一塊板上，則從公共時鐘源到每個挿件板的時鐘線長度必須相等，其中同步是關鍵。
第四，考慮佈線
隨著OTNI和星形光纖網路設計的完成，未來將需要設計更多100MHz以上高速訊號線的板。 本文將介紹高速線路的一些基本概念。
1、輸電線路
印刷電路板上的任何“長”訊號路徑都可以被視為一種傳輸線。 如果線路的傳輸延遲時間遠短於訊號上升時間，則訊號上升期間產生的主要反射將被淹沒。 過沖、反沖和振鈴不再存在。 對於大多數電流MOS電路，由於上升時間與線傳輸延遲時間之比要大得多，囙此軌跡可以長達米，而不會發生訊號失真。 用於更快的邏輯電路，尤其是超高速ECL。
對於集成電路，由於邊緣速度的新增，如果不採取其他措施，則必須大大縮短軌跡的長度，以保持訊號的完整性。
有兩種方法可以使高速電路在相對較長的線路上工作，而不會產生嚴重的波形失真。 TTL採用肖特基二極體箝比特方法實現快速下降沿，從而將過沖箝比特到低於地電位的二極體壓降。 在–H–H的水准上，這降低了齒隙的幅度。 較慢的上升沿允許過沖，但它會因處於-H-狀態的電路相對較高的輸出阻抗（50 80Î）而衰减。 此外，由於“H”級狀態具有更大的免疫力，回扣問題並不十分突出。 對於HCT系列器件，如果將肖特基二極體箝比特和串聯電阻端接方法相結合，改善效果將更加明顯。
當沿訊號線有扇出時，上述TTL成形方法在較高位元速率和較快邊緣速率下似乎有點不足。 由於線路中存在反射波，它們往往以高位元速率合成，導致嚴重的訊號失真，降低抗干擾能力。 囙此，為了解决反射問題，ECL系統中通常使用另一種方法：線阻抗匹配法。 這樣，可以控制反射，並保證訊號的完整性。
嚴格來說，對於邊緣速度較慢的傳統TTL和CMOS器件，傳輸線不是非常必要。 對於邊緣速度更快的高速ECL設備，並不總是需要傳輸線。 但是，當使用傳輸線時，它們具有預測連接延遲以及通過阻抗匹配控制反射和振盪的優點。 1.
决定是否使用輸電線路有五個基本因素。 它們是：（1）系統訊號的邊緣速率，（2）連接距離（3）電容性負載（扇出量），（4）電阻性負載（線路終止方法）； （5）允許的齒隙和過沖百分比（交流抗擾度的降低程度）。
2、幾種輸電線路
（1）同軸電纜和雙絞線：它們通常用於系統之間的連接。 同軸電纜的特性阻抗通常為50Ω和75Ω，雙絞線通常為110Ω。
（2）印刷電路板上的微帶線
微帶線是條形導體（訊號線）。 電介質用於將其與接地層隔離。 如果線路和接地層之間的厚度、寬度和距離可控，則其特性阻抗也可以控制。 微帶線的特性阻抗Z0為：
In the formula: [Er is the relative permittivity of the printed board dielectric 材料
6是介電層的厚度
W是線條的寬度
t是線的厚度
微帶線每組織長度的傳輸延遲時間僅取決於介電常數，與線寬或間距無關。
（3）印製板中的帶狀線
帶狀線是放置在兩個導電平面之間電介質中間的銅帶線。 如果線路的厚度和寬度、介質的介電常數以及兩個導電平面之間的距離是可控的，那麼線路的特性阻抗也是可控的。 帶狀線的特性阻抗B為：
其中：b是兩個接地板之間的距離
W是線條的寬度
t是線的厚度
類似地，每組織長度帶狀線的傳輸延遲時間與線的寬度或間距無關； 它僅取決於所用介質的相對介電常數。
3、未端接輸電線路
如果線路延遲時間遠短於訊號上升時間，則可以使用傳輸線，而無需串聯端接或並聯端接。 如果未端接導線的往返延遲（訊號在傳輸線上移動一次所需的時間）大於脈衝，則訊號的上升時間較短，囙此未端接引起的回退約為邏輯擺幅的15%。 最大開放路線長度約為：
Lmaxtr/2tpd
其中：tr是上升時間
tpd是每組織線路長度的傳輸延遲時間
4、終止輸電線路
在線路的接收端，使用等於線路特性阻抗的電阻終止，然後將傳輸線稱為並聯終端連接。 它主要用於獲得最佳電力效能，包括驅動分佈式負載。
有時為了節省功耗，將104電容器串聯到端接電阻器以形成交流端接電路，這可以有效减少直流損耗。
電阻器在驅動器和傳輸線之間串聯，線路的端子不再連接到終端電阻器。 這種終止方法稱為串聯終止。 較長線路上的過沖和振鈴可以通過串聯阻尼或串聯終止科技進行控制。 串聯阻尼通過使用與驅動柵極輸出串聯的小電阻（通常為10到75Î）實現。 這種阻尼方法適用於特性阻抗受控的線路（如背板佈線、無接地板的電路板和大多數繞組線等）。
在串聯終端中，串聯電阻值和電路（驅動門）的輸出阻抗之和等於傳輸線的特性阻抗。 串聯端接線的缺點是只能在終端使用集中負載，傳輸延遲時間較長。 然而，這可以通過使用冗餘串列端接傳輸線來克服。
5、幾種終止方法的比較
並聯和串聯都有各自的優點。 使用哪一種或兩者都使用取決於設計師的偏好和系統要求。 並聯的主要優點是系統速度快，訊號線上路上傳輸而不失真。 長線上的負載既不會影響驅動長線的驅動柵極的傳輸延遲時間，也不會影響其訊號邊緣速度，但會新增訊號沿長線的傳輸延遲時間。 當驅動大型扇出時，負載可以沿短支路分佈，而不是像串聯終端那樣，負載必須集中線上路上的終端。
串聯端接方法使電路能够驅動多條並聯負載線。 串聯端子接線的電容性負載引起的延遲時間增量約為相應並聯端子接線的兩倍，短路是由電容性負載引起的。 速度减慢，驅動柵極延遲時間新增。 然而，串聯連接的串擾小於並聯連接的串擾。 主要原因是，沿串聯傳輸的訊號幅值僅為邏輯擺幅的一半。 開關電流僅為並聯終端開關電流的一半，訊號能量小，串擾小。
雙PCB板佈線科技
製作PCB時，是選擇雙面板還是多層板取決於最高工作頻率、電路系統的複雜性以及組裝密度的要求。 當時鐘頻率超過200MHZ時，最好選擇多層板。 如果工作頻率超過350MHz，最好選擇PTFE作為介質層的印刷電路板，因為其高頻衰减較小，寄生電容較小，傳送速率較快。 大功率和低功耗，印刷電路板的佈線需要遵循以下原則
（1）在設計訊號傳輸線時，避免急轉彎，以防止傳輸線特性阻抗突然變化引起的反射。 嘗試設計一條具有一定尺寸的均勻弧線。
（2）在所有平行訊號線之間保持盡可能多的空間，以减少串擾。 如果有兩條訊號線靠得很近，最好在這兩條線之間接地線，這樣可以起到遮罩作用。
列印線的寬度可以根據上述微帶線和帶狀線的特性阻抗計算公式計算。 印刷電路板上的微帶線的特性阻抗通常在50和120Î之間。 為了獲得較大的特性阻抗，線寬必須非常窄。 但是很細的線條不容易畫出來。 考慮到各種因素，通常選擇約68Ω的阻抗值是合適的，因為68Ω的特性阻抗可以在延遲時間和功耗之間實現最佳平衡。 50Ω輸電線路將消耗更多電力； 當然，較大的阻抗可以降低功耗，但會新增傳輸延遲時間。 負線路電容將新增傳輸延遲時間並降低特性阻抗。 然而，特性阻抗非常低的線段每組織長度的固有電容相對較大，囙此傳輸延遲時間和特性阻抗受負載電容的影響較小。 正確端接傳輸線的一個重要特徵是，短支線不應影響線路延遲時間。 當Z0為50Î時。 支管的長度必須限制在2.5 cm或以下。 為了避免響聲。
（4）如果電路板上有小訊號放大器，則放大前的弱訊號線應遠離强訊號線，軌跡應盡可能短，如果可能，使用地線將其遮罩。
（5）如果印刷電路板上有大電流設備，如繼電器、指示燈、揚聲器等，則應將其地線分開，以减少地線上的雜訊。 這些大電流設備的接地線應連接到挿件板和背板上的獨立接地匯流排，這些獨立接地線也應連接到整個系統的接地點。
（6）對於雙面板（或六層板中的四層線）。 電路板兩側的線路應相互垂直，以防止由互感引起的串擾。
