PCB技術(shù)
PCB設(shè)計時,怎樣控制線寬與電流的關(guān)系?
我們在畫PCB時一般都有一個常識,即走大電流的地方用粗線(比如50mil,甚至以上),小電流的信號可以用細線(比如10mil)。 對于某些機電控制系統(tǒng)來說,有時候走線里流過的瞬間電流能夠達到100A以上,這樣的話比較細的線就肯定會出問題。一個基本的經(jīng)驗值是:10A/平方mm,即橫截面積為1平方毫米的走線能安全通過的電流值為10A。如果線寬太細的話,在大電流通過時走線就會燒毀。當(dāng)然電流燒毀走線也要遵循能量公式:Q=I*I*t,比如對于一個有10A電流的走線來說,突然出現(xiàn)一個100A的電流毛刺,持續(xù)時間為us級,那么30mil的導(dǎo)線是肯定能夠承受住的。(這時又會出現(xiàn)另外一個問題??導(dǎo)線的雜散電感,這個毛刺將會在這個電感的作用下產(chǎn)生很強的反向電動勢,從而有可能損壞其他器件。越細越長的導(dǎo)線雜散電感越大,所以實際中還要綜合導(dǎo)線的長度進行考慮) 一般的PCB繪制軟件對器件引腳的過孔焊盤鋪銅時往往有幾種選項:直角輻條,45度角輻條,直鋪。他們有何區(qū)別呢?新手往往不太在意,隨便選一種,美觀就行了。其實不然。主要有兩點考慮:一是要考慮不能散熱太快,二是要考慮過電流能力。 使用直鋪的方式特點是焊盤的過電流能力很強,對于大功率回路上的器件引腳一定要使用這種方式。同時它的導(dǎo)熱性能也很強,雖然工作起來對器件散熱有好處,但是這對于電路板焊接人員卻是個難題,因為焊盤散熱太快不容易掛錫,常常需要使用更大瓦數(shù)的烙鐵和更高的焊接溫度,降低了生產(chǎn)效率。使用直角輻條和45角輻條會減少引腳與銅箔的接觸面積,散熱慢,焊起來也就容易多了。所以選擇過孔焊盤鋪銅的連接方式要根據(jù)應(yīng)用場合,綜合過電流能力和散熱能力一起考慮,小功率的信號線就不要使用直鋪了,而對于通過大電流的焊盤則一定要直鋪。至于直角還是45度角就看美觀了。 為什么提起這個來了呢?因為前一陣一直在研究一款電機驅(qū)動器,這個驅(qū)動器中H橋的器件老是燒毀,四五年了都找不到原因。在我的一番辛苦之后終于發(fā)現(xiàn):原來是功率回路中一處器件的焊盤在鋪銅時使用了直角輻條的鋪銅方式(而且由于鋪銅畫的不好,實際只出現(xiàn)了兩個輻條)。這使得整個功率回路的過電流能力大打折扣。雖然產(chǎn)品在正常使用過程沒有任何問題,工作在10A電流的情況下完全正常。但是,當(dāng)H橋出現(xiàn)短路時,該回路上會出現(xiàn)100A左右的電流,這兩根輻條瞬時就燒斷了(uS級)。然后呢,功率回路變成了斷路,儲藏在電機上的能量沒有瀉放通道就通過一切可能的途徑散發(fā)出去,這股能量會燒毀測流電阻及相關(guān)的運放器件,擊毀橋路控制芯片,并竄入數(shù)字電路部分的信號與電源中,造成整個設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p毀。整個過程就像用一根頭發(fā)絲引爆了一個大地雷一樣驚心動魄。那么你可能要問了,為什么在功率回路中的焊盤上只使用了兩個輻條呢?為什么不讓銅箔直鋪過去呢?因為,呵呵,生產(chǎn)部門的人員說那樣的話這個引腳太難焊了!設(shè)計者正是聽了生產(chǎn)人員的話,所以才...唉唉,發(fā)現(xiàn)這個問題可著實費了我一番腦筋啊,哪像說起來這么簡單!苦樂自知,苦樂自知... via的孔如果小于0.3mm的話就沒有辦法使用機械鉆孔了,要使用激光鉆孔,板的生產(chǎn)加工難度增大。所以我個人的想法是如果不是非常需要 最小為0.5mm外/0.3mm內(nèi)。。但是像計算機主板 、內(nèi)存條、密集的BGA封裝等等,有時候可能小到14mil/8mil。。我個人的想法是孔內(nèi)徑的大小 一般為線寬的1.5倍,當(dāng)然特殊的加粗的線(例如電源等)不需要這樣。
學(xué)會這六大技巧,PCB原理圖傳遞到版圖簡直小case!
將PCB原理圖傳遞給版圖(layout)設(shè)計時需要考慮的六件事。提到的所有例子都是用Multisim設(shè)計環(huán)境開發(fā)的,不過在使用不同的EDA工具時相同的概念同樣適用哦! 初始原理圖傳遞 通過網(wǎng)表文件將原理圖傳遞到版圖環(huán)境的過程中還會傳遞器件信息、網(wǎng)表、版圖信息和初始的走線寬度設(shè)置。 下面是為版圖設(shè)計階段準(zhǔn)備的一些推薦步驟: 1.將柵格和單位設(shè)置為合適的值。為了對元器件和走線實現(xiàn)更加精細的布局控制,可以將器件柵格、敷銅柵格、過孔柵格和SMD柵格設(shè)計為1mil. 2.將電路板外框空白區(qū)和過孔設(shè)成要求的值。PCB制造商對盲孔和埋孔設(shè)置可能有特定的最小值或標(biāo)稱推薦值。 3.根據(jù)PCB制造商能力設(shè)置相應(yīng)的焊盤/過孔參數(shù)。大多數(shù)PCB制造商都能支持鉆孔直徑為10mil和焊盤直徑為20mil的較小過孔。 4.根據(jù)要求設(shè)置設(shè)計規(guī)則。 5.為常用層設(shè)置定制的快捷鍵,以便在布線時能快速切換層(和創(chuàng)建過孔)。 處理原理圖傳遞過程中的錯誤 [...]
怎樣看出PCB電路板好壞?
隨著手機、電子、通訊行業(yè)等高速的發(fā)展,同時也促使PCB線路板產(chǎn)業(yè)量的不斷壯大和迅速增長,人們對于元器件的層數(shù)、重量、精密度、材料、顏色、可靠性等要求越來越高。 但是由于市場價格競爭激烈,PCB板材料成本也處于不斷上升的趨勢,越來越多廠家為了提升核心競爭力,以低價來壟斷市場。然而這些超低價的背后,是降低材料成本和工藝制作成本來獲得,但器件通常容易出現(xiàn)裂痕(裂縫)、易劃傷、(或擦傷),其精密度、性能等綜合因素并未達標(biāo),嚴(yán)重影響到使用在產(chǎn)品上的可焊性和可靠性等等。 面對市面上五花八門的PCB線路板,辨別PCB線路板好壞可以從兩個方面入手;第一種方法就是從外觀來分判斷,另一方面就是從PCB板本身質(zhì)量規(guī)范要求來判斷。 安防球機線路板 判斷PCB電路板的好壞的方法: 第一:從外觀上分辨出電路板的好壞 一般情況下,PCB線路板外觀可通過三個方面來分析判斷; 1、大小和厚度的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。 線路板對標(biāo)準(zhǔn)電路板的厚度是不同的大小,客戶可以測量檢查根據(jù)自己產(chǎn)品的厚度及規(guī)格。 2、光和顏色。 [...]
PCB設(shè)計:提高敏感器件的抗干擾能力和及時把干擾消除
PCB設(shè)計原則千千萬,抑制干擾源占一半。所謂抑制干擾源,就是通過切斷干擾傳播路徑,提高敏感器件的抗干擾能力和及時把干擾消除。 (1)抑制干擾源的方法 1. 繼電器線圈增加續(xù)流二極管 ,消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾。僅加 續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時間內(nèi)可 動作更多的次數(shù)。 2. 在繼電器接點兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路,電阻一般選幾K 到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響。 [...]
PCB失效了?可能是這些原因?qū)е碌?/a>
PCB作為各種元器件的載體與電路信號傳輸?shù)臉屑~已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分,其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。 隨著電子信息產(chǎn)品的小型化以及無鉛無鹵化的環(huán)保要求,PCB也向高密度高Tg以及環(huán)保的方向發(fā)展。但是由于成本以及技術(shù)的原因,PCB在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)了大量的失效問題,并因此引發(fā)了許多的質(zhì)量糾紛。為了弄清楚失效的原因以便找到解決問題的辦法和分清責(zé)任,必須對所發(fā)生的失效案例進行失效分析。 失效分析的基本程序 要獲得PCB失效或不良的準(zhǔn)確原因或者機理,必須遵守基本的原則及分析流程,否則可能會漏掉寶貴的失效信息,造成分析不能繼續(xù)或可能得到錯誤的結(jié)論。一般的基本流程是,首先必須基于失效現(xiàn)象,通過信息收集、功能測試、電性能測試以及簡單的外觀檢查,確定失效部位與失效模式,即失效定位或故障定位。 對于簡單的PCB或PCBA,失效的部位很容易確定,但是,對于較為復(fù)雜的BGA或MCM封裝的器件或基板,缺陷不易通過顯微鏡觀察,一時不易確定,這個時候就需要借助其它手段來確定。 接著就要進行失效機理的分析,即使用各種物理、化學(xué)手段分析導(dǎo)致PCB失效或缺陷產(chǎn)生的機理,如虛焊、污染、機械損傷、潮濕應(yīng)力、介質(zhì)腐蝕、疲勞損傷、CAF或離子遷移、應(yīng)力過載等等。 再就是失效原因分析,即基于失效機理與制程過程分析,尋找導(dǎo)致失效機理發(fā)生的原因,必要時進行試驗驗證,一般盡應(yīng)該可能的進行試驗驗證,通過試驗驗證可以找到準(zhǔn)確的誘導(dǎo)失效的原因。 這就為下一步的改進提供了有的放矢的依據(jù)。最后,就是根據(jù)分析過程所獲得試驗數(shù)據(jù)、事實與結(jié)論,編制失效分析報告,要求報告的事實清楚、邏輯推理嚴(yán)密、條理性強,切忌憑空想象。 分析的過程中,注意使用分析方法應(yīng)該從簡單到復(fù)雜、從外到里、從不破壞樣品再到使用破壞的基本原則。只有這樣,才可以避免丟失關(guān)鍵信息、避免引入新的人為的失效機理。 就好比交通事故,如果事故的一方破壞或逃離了現(xiàn)場,在高明的警察也很難作出準(zhǔn)確責(zé)任認(rèn)定,這時的交通法規(guī)一般就要求逃離現(xiàn)場者或破壞現(xiàn)場的一方承擔(dān)全部責(zé)任。 [...]
柔性電路的返工與維修
柔性電路用于導(dǎo)體相互連接的各種應(yīng)用,這些導(dǎo)體互連必須是可彎曲的或者是能夠在使用時長時間保持彎曲狀態(tài)。在以前,這種互連技術(shù)都是用導(dǎo)線互連的方式來實現(xiàn)的。柔性電路有很多種,一種是雙向接入的柔性電路,這是一種單面柔性電路,制造這種電路的目的是可以從柔性電路的兩側(cè)接入導(dǎo)電材料。第二種是雙面柔性電路,是一種有兩個導(dǎo)電層的電路,兩個導(dǎo)電層分別位于電路里的基本層的兩個側(cè)面;針對你的具體要求,可以在基板薄片的兩個側(cè)面形成走線圖案,兩個側(cè)面上的走線可以通過鍍銅通孔實現(xiàn)互相連通。第三種是多層柔性電路,是把幾個有復(fù)雜互連的單面電路或雙面電路結(jié)合起來,在多層設(shè)計中需要常常使用屏蔽技術(shù)和表面貼裝技術(shù)。第四種是剛性-柔性電路,是把剛性印刷電路板和柔性電路兩者的優(yōu)勢整合起來,電路通常是通過剛性電路和柔性電路之間的電鍍通孔實現(xiàn)互連。 柔性電路有很多好處。柔性組件的主要的一個好處就是可以實現(xiàn)幾乎無錯誤的布線,替代勞動密集型的手工布線。另外與剛性電路不同的是,柔性電路還可以設(shè)計成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu),因為可以把他們彎曲成各種形狀。顧名思義,在柔性電路中使用的材料可以來回彎曲無數(shù)次,這意味著它們可以用于高度重復(fù)的應(yīng)用,例如在印刷頭上使用。在需要考慮產(chǎn)品的重量問題時,柔性電路是剛性電路板和導(dǎo)線非常好的替代品,因為它的介電材料和導(dǎo)體線路都非常薄。 在過去的幾年里,柔性電路行業(yè)的需求不斷增長?,F(xiàn)在,柔性電路行業(yè)年產(chǎn)值達到100億美元,年增長率達7% - 10%。 隨著柔性電路使用的快速增長,這些類型的電子互連電路的返工標(biāo)準(zhǔn)(更換的器件仍然符合最初的規(guī)格和功能)與修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)(在柔性電路上修復(fù)物理損壞)還沒有同步跟上。 有一些返工挑戰(zhàn)來自柔性電路自身的特點。首先,在返工時很難使柔性電路保持是平的。從返工的角度看,Kapton材料或其他基礎(chǔ)柔性材料的可彎曲性是對返工的挑戰(zhàn),雖然他們的可彎曲性正是他們在應(yīng)用中的優(yōu)勢。為了保持組件是平的,必須粘貼膠帶來使它保持平坦。在一些情況下,為柔性電路的返工制作一個真空夾具是一種比較昂貴的辦法。在放置微間距元件時,這種夾具的真空結(jié)構(gòu)對返工會有很大的影響。如果真空正好在一個微間距元件的引線下面,可能少許的真空就會把柔性導(dǎo)線“拉”進孔里,使元件不能和柔性電路的導(dǎo)線接觸,從而導(dǎo)致電氣“開路”。對于返工時的錫膏印刷,當(dāng)模板和待印刷的表面不是共面的時,共面性是個挑戰(zhàn)。因此,經(jīng)常需要使用注射器涂布錫膏來代替印刷涂布。有時,在互連器件中使用加導(dǎo)電環(huán)氧樹脂的柔性材料。雖然這些材料的固化溫度遠低于標(biāo)準(zhǔn)焊錫的回流溫度,但是,它可能會把事情弄糟。對于這種情況,只要返工工藝的設(shè)計是正確的,對多次返工的限制是組件的邊際成本遠低于返工造成的成本,這時,對大量廢品進行返工是一個更有吸引力的經(jīng)濟選擇。 從工藝的角度看,返工柔性電路的工藝有一些優(yōu)勢。柔性電路板的熱質(zhì)量比剛性印刷電路板的小,在焊接柔性電路板時,溫度達到液相線的加熱時間比剛性電路板短。這加快了返工工藝的替換操作。此外,這使焊接時所需的來自熱空氣系統(tǒng)的空氣的溫度降低了幾倍,熱空氣造成元件損壞的可能性比較小。柔性材料的高溫耐受性,比如Kapton、Peek和耐高溫聚酰亞胺,使柔性電路返工工藝的工藝窗口比較大。 根據(jù)修復(fù)PCB的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),IPC 7711/21修復(fù)和修改印刷電路板與電子組件的規(guī)定覆蓋各種柔性電路的返工與維修工藝。這個標(biāo)準(zhǔn)中列出的每一個工藝,根據(jù)各個工藝對返工或修復(fù)柔性電路的適用性,在工藝文檔的右上角的“電路板類型”一節(jié)標(biāo)題下加上字母“F”。在這個標(biāo)準(zhǔn)中甚至有一個柔性電路專用的導(dǎo)體修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。在步驟7.1.1中覆蓋在柔性電路上的修復(fù)導(dǎo)體的各種工藝。 [...]
PCB板OSP表面處理工藝原理及介紹
原理:在電路板銅表面上形成一層有機膜,牢固地保護著新鮮銅表面,并在高溫下也能防氧化和污染。OSP膜厚度一般控制在0.2-0.5微米。 1、工藝流程:除油→水洗→微蝕→水洗→酸洗→純水洗→OSP→純水洗→烘干。 2、OSP材料類型:松香類(Rosin),活性樹脂類(ActiveResin)和唑類(Azole)。深聯(lián)電路所用的OSP材料為目前使用極廣的唑類OSP。 PCB板OSP表面處理工藝是怎么一回事 3、特點:平整面好,OSP膜和電路板焊盤的銅之間沒有IMC形成,允許焊接時焊料和電路板銅直接焊接(潤濕性好),低溫的加工工藝,成本低(可低于HASL),加工時的能源使用少等等。既可用在低技術(shù)含量的電路板上,也可用在高密度芯片封裝基板上。PCB打樣優(yōu)客板提示不足點:①外觀檢查困難,不適合多次回流焊(一般要求三次);②OSP膜面易刮傷;③存儲環(huán)境要求較高;④存儲時間較短。 4、儲存方式及時間:真空包裝6個月(溫度15-35℃,濕度RH≤60%)。 5、SMT現(xiàn)場要求:①OSP電路板須保存在低溫低濕(溫度15-35℃,濕度RH≤60%)且避免暴露在酸氣充斥的環(huán)境中,OSP包裝拆包后48小時內(nèi)開始組裝;②單面上件后建議48小時內(nèi)使用完畢,并建議用低溫柜保存而不用真空包裝保存;③SMT兩面完成后建議24小時內(nèi)完成DIP。
高速PCB設(shè)計經(jīng)驗指南
設(shè)計高速系統(tǒng)并不僅僅需要高速元件,更需要天才和仔細的設(shè)計方案。設(shè)備模擬方面的重要性與數(shù)字方面是一樣的。在高速系統(tǒng)中,噪聲問題是一個最基本的考慮。高頻會產(chǎn)生輻射進而產(chǎn)生干擾。邊緣極值的速度可以產(chǎn)生振鈴,反射以及串?dāng)_。如果不加抑制的話,這些噪聲會嚴(yán)重?fù)p害系統(tǒng)的性能。 一、實現(xiàn)PCB高效自動布線的設(shè)計技巧和要點 盡管現(xiàn)在的EDA工具很強大,但隨著PCB尺寸要求越來越小,器件密度越來越高,PCB設(shè)計的難度并不小。如何實現(xiàn)PCB高的布通率以及縮短設(shè)計時間呢?本 文介紹PCB規(guī)劃、布局和布線的設(shè)計技巧和要點。 現(xiàn)在PCB設(shè)計的時間越來越短,越來越小的電路板空間,越來越高的器件密度,極其苛刻的布局規(guī)則和大尺寸的組件使得設(shè)計師的工作更加困難。為了解決設(shè)計上 的困難,加快產(chǎn)品的上市,現(xiàn)在很多廠家傾向于采用專用EDA工具來實現(xiàn)PCB的設(shè)計。但專用的EDA工具并不能產(chǎn)生理想的結(jié)果,也不能達到100%的布通率,而且很亂,通常還需花很多時間完成余下的工作。 現(xiàn)在市面上流行的EDA工具軟件很多,但除了使用的術(shù)語和功能鍵的位置不一樣外都大同小異,如何用這些工具更好地實現(xiàn)PCB的設(shè)計呢?在開始布線之前對設(shè)計進行認(rèn)真的分析以及對工具軟件進行認(rèn)真的設(shè)置將使設(shè)計更加符合要求。下面是一般的設(shè)計過程和步驟。 1、確定PCB的層數(shù) 電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設(shè)計初期確定。如果設(shè)計要求使用高密度球柵數(shù)組(BGA)組件,就必須考慮這些器件布線所需要的最少布線層數(shù)。布線層的數(shù)量以及 層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度,實現(xiàn)期望的設(shè)計效果。 [...]