电路板设计中的一些关键问题.ppt

电路板设计中的一些关键问题 布置 去耦 布线 多层 分割 信号完整性 去耦电容的选择 克服电容非理想性的方法 Emission from Differential Mode Current 地线电位示意图 Emission from Common Mode Current 电源完整性设计应做到以下几点: 使用多层板,用电源平面代替电源线，降低供电线路上的引线电感.用接地平面代替地线,降低其引线电感. 电源平面和地平面相邻，使环路面积为零. 放置去耦电容,0.1μF~1μF 电容放置在电路板的电源输入端，而1000pF 电容则放置在电路板的每个有源器件的电源引脚和接地引脚上。 保证大电流器件电源的回流路径畅通无阻 1KHz—1MHz 1MHz—几百MHz 100MHz以上 PCB电源/地平面模型图 高频时相当于谐振腔,分析方法: 三维全波电磁场建模和仿真. 分布参数/集总参数等效电路和仿真.即将PCB平面分成许多小单元,将每个单元作为集总参数传输线建模. 3.选择适当的去耦电容及安装位置 确定集总参数电容量值,寄生R/L,及其总数; 确定高频电容量值,寄生R/L,及其总数. 4.叠层设计 电源/地平面选择; PCB尺寸,形状和材料选择. 5.电源完整性解决方案 在中低频时,电源/地平面对可当作一个电容.频率很高时,则成为一个谐振腔.高速信号经过时,就会发生谐振.犹如快艇在湖面掀起波浪,在电源/地平面之间引起电压波动.谐振频率点附近,平面对的阻抗很大.谐振频率与电源/地平面对的形状,中间的介质常数等有关.而且,阻抗和频率有关.因此,谐振频率很多.而高速信号含有丰富的频谱,如果和谐振频率一致,就会发生谐振. PI设计需要先作阻抗分析,得到阻抗与频率的关系并检查是否有关键器件位于电压波腹,然后加去耦电容. 用网格表示电源地平面对的分割单元.将每个单元作为集总传输线建模. SMT的特点 组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%~60%，重量减轻60%~80%。 可靠性高、抗振能力强。焊点缺陷率低。 高频特性好。减少了电磁和射频干扰。 易于实现自动化，提高生产效率。 降低成本达30%~50%。节省材料、能源、设备、人力、时间等， 为什么要用表面贴装技术(SMT)？ 以前使用的插入式封装技术,因零件在PCB的一面,焊脚在另一面,占用大量空间,无法实现小型化 电子产品功能更完整，所采用的集成电路(IC)已无穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件， 产品批量化，生产自动化，厂方要以低成本高产量，出产优质产品以迎合顾客需求及加强市场竞争力 电子元件的发展，集成电路(IC)的开发，半导体材料的多元应用 电子科技革命势在必行，追逐国际潮流 PCB的分类 按所用基材的机械特性。可以分为刚性电路板(Rigid PCB） 、柔性电路板（Flex PCB）以及刚性柔性结合的电路板(Flex－Rigid PCB) 按导体图形的层数可分为单面/双面和多层印制板。目前使用的电路板多为高密度互连多层电路板（high density integrated board)。 单面板(Single-Sided Boards) 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。 双面板（Double-Sided Boards） 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔（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。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板（Multi-Layer Boards） 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。 导孔（via）如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中，如果您只想连接其中一些线路，那么导孔