我們預(yù)想中的完整 PCB 通常都是規(guī)整的矩形形狀。雖然大多數(shù)設(shè)計(jì)確實(shí)是矩形的，但是很多設(shè)計(jì)都需要不規(guī)則形狀的電路板，而這類形狀往往不太容易設(shè)計(jì)。本文介紹了如何設(shè)計(jì)不規(guī)則形狀的 PCB。 如今，PCB 的尺寸在不斷縮小，而電路板中的功能也越來(lái)越多，再加上時(shí)鐘速度的提高，設(shè)計(jì)也就變得愈加復(fù)雜了。那么，讓我們來(lái)看看該如何處理形狀更為復(fù)雜的電路板。 簡(jiǎn)單 PCI 電路板外形可以很容易地在大多數(shù) EDA [...]

解決EMI問(wèn)題的辦法很多，現(xiàn)代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂層、選用合適的EMI抑制零配件和EMI仿真設(shè)計(jì)等。本文從最基本的PCB布板出發(fā)，討論P(yáng)CB分層堆疊在控制EMI輻射中的作用和設(shè)計(jì)技巧。 電源匯流排 在IC的電源引腳附近合理地安置適當(dāng)容量的電容，可使IC輸出電壓的跳變來(lái)得更快。然而，問(wèn)題并非到此為止。由於電容呈有限頻率響應(yīng)的特性，這使得電容無(wú)法在全頻帶上生成干凈地驅(qū)動(dòng)IC輸出所需要的諧波功率。除此之外，電源匯流排上形成的瞬態(tài)電壓在去耦路徑的電感兩端會(huì)形成電壓降，這些瞬態(tài)電壓就是主要的共模EMI干擾源。我們應(yīng)該怎么解決這些問(wèn)題？ 就我們電路板上的IC而言，IC周圍的電源層可以看成是優(yōu)良的高頻電容器，它可以收集為干凈輸出提供高頻能量的分立電容器所泄漏的那部份能量。此外，優(yōu)良的電源層的電感要小，從而電感所合成的瞬態(tài)信號(hào)也小，進(jìn)而降低共模EMI。當(dāng)然，電源層到IC電源引腳的連線必須盡可能短，因?yàn)閿?shù)位信號(hào)的上升沿越來(lái)越快，最好是直接連到IC電源引腳所在的焊盤上，這要另外討論。為了控制共模EMI，電源層要有助於去耦和具有足夠低的電感，這個(gè)電源層必須是一個(gè)設(shè)計(jì)相當(dāng)好的電源層的配對(duì)。有人可能會(huì)問(wèn)，好到什么程度才算好？問(wèn)題的答案取決於電源的分層、層間的材料以及工作頻率（即IC上升時(shí)間的函數(shù)）。通常，電源分層的間距是6mil，夾層是FR4材料，則每平方英寸電源層的等效電容約為75pF。 顯然，層間距越小電容越大。上升時(shí)間為100到300ps的器件并不多，但是按照目前IC的發(fā)展速度，上升時(shí)間在100到300ps范圍的器件將占有很高的比例。對(duì)於100到300ps上升時(shí)間的電路，3mil層間距對(duì)大多數(shù)應(yīng)用將不再適用。那時(shí)，有必要采用層間距小於1mil的分層技術(shù)，并用介電常數(shù)很高的材料代替FR4介電材料?，F(xiàn)在，陶瓷和加陶塑料可以滿足100到300ps上升時(shí)間電路的設(shè)計(jì)要求。盡管未來(lái)可能會(huì)采用新材料和新方法，但對(duì)於今天常見的1到3ns上升時(shí)間電路、3到6mil層間距和FR4介電材料，通常足夠處理高端諧波并使瞬態(tài)信號(hào)足夠低，就是說(shuō)，共模EMI可以降得很低。本文給出的PCB分層堆疊設(shè)計(jì)實(shí)例將假定層間距為3到6mil。 電磁屏蔽從信號(hào)走線來(lái)看，好的分層策略應(yīng)該是把所有的信號(hào)走線放在一層或若干層，這些層緊挨著電源層或接地層。對(duì)於電源，好的分層策略應(yīng)該是電源層與接地層相鄰，且電源層與接地層的距離盡可能小，這就是我們所講的“分層＂策略。 PCB堆疊什么樣的堆疊策略有助於屏蔽和抑制EMI？以下分層堆疊方案假定電源電流在單一層上流動(dòng)，單電壓或多電壓分布在同一層的不同部份。多電源層的情形稍后討論。 4層板 4層板設(shè)計(jì)存在若干潛在問(wèn)題。首先，傳統(tǒng)的厚度為62mil的四層板，即使信號(hào)層在外層，電源和接地層在內(nèi)層，電源層與接地層的間距仍然過(guò)大。 如果成本要求是第一位的，可以考慮以下兩種傳統(tǒng)4層板的替代方案。這兩個(gè)方案都能改善EMI抑制的性能，但只適用於板上元件密度足夠低和元件周圍有足夠面積（放置所要求的電源覆銅層）的場(chǎng)合。第一種為首選方案，PCB的外層均為地層，中間兩層均為信號(hào)／電源層。信號(hào)層上的電源用寬線走線，這可使電源電流的路徑阻抗低，且信號(hào)微帶路徑的阻抗也低。從EMI控制的角度看，這是現(xiàn)有的最佳4層PCB結(jié)構(gòu)。第二種方案的外層走電源和地，中間兩層走信號(hào)。該方案相對(duì)傳統(tǒng)4層板來(lái)說(shuō)，改進(jìn)要小一些，層間阻抗和傳統(tǒng)的4層板一樣欠佳。如果要控制走線阻抗，上述堆疊方案都要非常小心地將走線布置在電源和接地鋪銅島的下邊。另外，電源或地層上的鋪銅島之間應(yīng)盡可能地互連在一起，以確保DC和低頻的連接性。 [...]

手機(jī)和電腦的電路板里，有金有銅。所以廢舊電路板的回收價(jià)格，可達(dá)每公斤30塊錢以上。比賣廢紙、玻璃瓶、廢鐵都要貴上不少。 單從外面看，電路板的外層主要有三種顏色：金色、銀色、淺紅色。金色最貴，銀色的便宜，淺紅色的最便宜。 從顏色上就可以看出來(lái)，硬件廠家有沒(méi)有偷工減料， 另外，電路板內(nèi)部的線路主要是純銅，如果暴露在空氣中很容易被氧化，外層必須要有上述保護(hù)層。有些人說(shuō)金黃色的是銅，那是不對(duì)的。 電路板上的大面積鍍金 金色的最貴，是真正的黃金。雖然只有薄薄的一層，但也占了電路板成本的近10%。廣東和福建沿海有些地方專門收購(gòu)廢舊電路板，把黃金剝下來(lái)，利潤(rùn)很可觀。 之所以用黃金，有兩個(gè)目的，一是為了方便焊接，二是為了防腐蝕。 下面那張8年前的內(nèi)存條的金手指，依然是金光閃閃的，如果換做銅、鋁、鐵，早就銹的不能用了。 鍍金層大量應(yīng)用在電路板的元器件焊盤、金手指、連接器彈片等位置。 如果你發(fā)現(xiàn)某些電路板上全是銀色的，那一定是偷工減料了。業(yè)內(nèi)術(shù)語(yǔ)叫做“costdown”。 [...]

FPC柔性印刷電路是一種在柔性切割表面上制作的電路形式，可以覆蓋或不覆蓋（通常用于保護(hù)FPC電路）。由于FPC可以各種方式彎曲，折疊或重復(fù)移動(dòng)，因此它的使用越來(lái)越廣泛。 FPC的基膜通常由聚酰亞胺（聚酰亞胺，PI）制成（簡(jiǎn)稱）和聚酯。 （滌綸，簡(jiǎn)稱PET），材料厚度為12.5/25/50/75/125um，常用12.5和25um。如果FPC需要在高溫下焊接，則材料通常由PI制成，PCB的基板通常為FR4。 FPC的覆蓋層由電介質(zhì)薄膜和膠水薄膜或柔性介質(zhì)涂層制成，可防止污染，潮濕，劃痕等，主要材料與基材相同，即聚酰亞胺。胺（聚酰亞胺）和聚酯（滌綸），常用材料厚度為12.5um。 FPC設(shè)計(jì)需要將各層粘合在一起，此時(shí)需要使用FPC膠（膠粘劑）。柔性板通常用于丙烯酸，改性環(huán)氧樹脂，酚醛縮丁醛，增強(qiáng)塑料，壓敏粘合劑等，而單層FPC不使用膠粘劑粘合。 在許多應(yīng)用中，例如焊接器件，柔性板需要加強(qiáng)件以獲得外部支撐。主要材料有PI或聚酯薄膜，玻璃纖維，高分子材料，鋼板，鋁板等。 PI或聚酯薄膜是柔性板增強(qiáng)的常用材料，厚度一般為125um。玻璃纖維（FR4）增強(qiáng)板的硬度高于PI或聚酯，并用于較硬的地方。 有多種方法可以處理FPC的焊盤相對(duì)于PCB焊盤的處理方式。以下是常見的： 1、化學(xué)鎳金也被稱為化學(xué)浸金或浸金。通常，PCB的銅金屬表面上使用的化學(xué)鍍鎳層的厚度為2.5um-5.0um，浸金（99.9％純金）層的厚度為0.05um-0.1um（之前為PCB）工廠工人使用替換方法替換pcb池中的金幣。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：表面光滑，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，易焊接;適用于細(xì)間距元件和更薄的PCB。對(duì)于FPC，它更合適，因?yàn)樗　Ｈ秉c(diǎn)：不環(huán)保。 2、錫鉛電鍍優(yōu)點(diǎn)：可直接在焊盤上添加扁鉛錫，具有良好的可焊性和均勻性。對(duì)于某些處理過(guò)程（如HOTBAR），必須在FPC上使用此方法。缺點(diǎn)：鉛易氧化，儲(chǔ)存時(shí)間短;需要拉電鍍線;不環(huán)保。 [...]

電路板系統(tǒng)的互連包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部器件之間的三類互連。在RF設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁特性是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問(wèn)題之一，本文介紹上述三類互連設(shè)計(jì)的各種技巧，內(nèi)容涉及器件安裝方法、布線的隔離以及減少引線電感的措施等等。 目前有跡象表明，印刷電路板設(shè)計(jì)的頻率越來(lái)越高。隨著速率的不斷增長(zhǎng)，傳送所要求的帶寬也促使信號(hào)頻率上限達(dá)到1GHz，甚至更高。這種高頻信號(hào)技術(shù)雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出毫米波技術(shù)范圍(30GHz)，但的確也涉及RF和低端微波技術(shù)。 RF工程設(shè)計(jì)方法必須能夠處理在較高頻段處通常會(huì)產(chǎn)生的較強(qiáng)電磁場(chǎng)效應(yīng)。這些電磁場(chǎng)能在相鄰信號(hào)線或PCB線上感生信號(hào)，導(dǎo)致令人討厭的串?dāng)_(干擾及總噪聲)，并且會(huì)損害系統(tǒng)性能。回?fù)p主要是由阻抗失配造成，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的影響如加性噪聲和干擾產(chǎn)生的影響一樣。 高回?fù)p有兩種負(fù)面效應(yīng)： 1、信號(hào)反射回信號(hào)源會(huì)增加系統(tǒng)噪聲，使接收機(jī)更加難以將噪聲和信號(hào)區(qū)分開來(lái)； 2、任何反射信號(hào)基本上都會(huì)使信號(hào)質(zhì)量降低，因?yàn)檩斎胄盘?hào)的形狀出現(xiàn)了變化。 盡管由于數(shù)字系統(tǒng)只處理1和0信號(hào)并具有非常好的容錯(cuò)性，但是高速脈沖上升時(shí)產(chǎn)生的諧波會(huì)導(dǎo)致頻率越高信號(hào)越弱。盡管前向糾錯(cuò)技術(shù)可以消除一些負(fù)面效應(yīng)，但是系統(tǒng)的部分帶寬用于傳輸冗余，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低。一個(gè)較好的解決方案是讓RF效應(yīng)有助于而非有損于信號(hào)的完整性。建議數(shù)字系統(tǒng)最高頻率處(通常是較差點(diǎn))的回?fù)p總值為-25dB，相當(dāng)于VSWR為1.1。 PCB設(shè)計(jì)的目標(biāo)是更小、更快和成本更低。對(duì)于RFPCB而言，高速信號(hào)有時(shí)會(huì)限制PCB設(shè)計(jì)的小型化。目前，解決串?dāng)_問(wèn)題的主要方法是進(jìn)行接地層管理，在布線之間進(jìn)行間隔和降低引線電感(studcapacitance)。降低回?fù)p的主要方法是進(jìn)行阻抗匹配。此方法包括對(duì)絕緣材料的有效管理以及對(duì)有源信號(hào)線和地線進(jìn)行隔離，尤其在狀態(tài)發(fā)生跳變的信號(hào)線和地之間更要進(jìn)行間隔。 由于互連點(diǎn)是電路鏈上最為薄弱的環(huán)節(jié)，在RF設(shè)計(jì)中，互連點(diǎn)處的電磁性質(zhì)是工程設(shè)計(jì)面臨的主要問(wèn)題，要考察每個(gè)互連點(diǎn)并解決存在的問(wèn)題。電路板系統(tǒng)的互連包括芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部裝置之間信號(hào)輸入/輸出等三類互連。 一、芯片到PCB板間的互連 [...]

串?dāng)_（CrossTalk)是指PCB上不同網(wǎng)絡(luò)之間因較長(zhǎng)的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用?？朔?dāng)_的主要措施有： 加大平行布線的間距，遵循3W規(guī)則。 在平行線間插入接地的隔離線。 減小布線層與地平面的距離。 3W規(guī)則 為了減少線間串?dāng)_，應(yīng)保證線間距足夠大，當(dāng)線中心間距不少于3倍線寬時(shí)，則可保持70%的電場(chǎng)不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達(dá)到98%的電場(chǎng)不互相干擾，可使用10W的間距。 實(shí)際PCB設(shè)計(jì)中，3W規(guī)則并不能完全滿足避免串?dāng)_的要求。 按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如果沒(méi)有屏蔽地線的話，印制信號(hào)線之間大于lcm以上的距離才能很好地防止串?dāng)_，因此在PCB線路布線時(shí)，就需要在噪聲源信號(hào)（如時(shí)鐘走線）與非噪聲源信號(hào)線之間，及受EFTlB、ESD等干擾的“臟“線與需要保護(hù)的“干凈”線之間，不但要強(qiáng)制使用3W規(guī)則，而且還要進(jìn)行屏蔽地線包地處理，以防止串?dāng)_的發(fā)生。 此外，為避免PCB中出現(xiàn)串?dāng)_，也應(yīng)該從PCB設(shè)計(jì)和布局方面來(lái)考慮，例如： 1.根據(jù)功能分類邏輯器件系列，保持總線結(jié)構(gòu)被嚴(yán)格控制。 [...]

過(guò)孔（via）是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費(fèi)用通常占PCB制板費(fèi)用的30%到40%。 從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，一個(gè)過(guò)孔主要由兩個(gè)部分組成，一是中間的鉆孔（drill hole）,二是鉆孔周圍的焊盤區(qū)，這兩部分的尺寸大小決定了過(guò)孔的大小。很顯然，在高速,高密度的PCB設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者總是希望過(guò)孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過(guò)孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時(shí)帶來(lái)了成本的增加，而且過(guò)孔的尺寸不可能無(wú)限制的減小，它受到鉆孔(drill)和電鍍（plating）等工藝技術(shù)的限制：孔越小，鉆孔需花費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)，也越容易偏離中心位置；且當(dāng)孔的深度超過(guò)鉆孔直徑的6倍時(shí)，就無(wú)法保證孔壁能均勻鍍銅。 因此綜合設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，我們需要考慮以下問(wèn)題： 1、全通過(guò)孔內(nèi)徑原則上要求0.2mm（8mil）及以上，外徑的是0.4mm(16mil)以上，有困難地方必須控制在外徑為0.35mm(14mil)； 按照經(jīng)驗(yàn)PCB常用過(guò)孔尺寸的內(nèi)徑和外徑的大小一般遵循X*2±2mil（X表示內(nèi)徑大?。１热?mil內(nèi)徑大小的過(guò)孔可以設(shè)計(jì)成8/14mil、8/16mil或者8/18mil；比如12mil的過(guò)孔可以設(shè)計(jì)為12/22mil、12/24mil、12/26mil； 2、BGA在0.65mm及以上的設(shè)計(jì)建議不要用到埋盲孔，成本會(huì)大幅度增加。用到埋盲孔的時(shí)候一般采用一階盲孔即可（TOP層-L2層或BOTTOM-負(fù)L2），過(guò)孔內(nèi)徑一般為0.1mm（4mil），外徑為0.25mm（10mil） 3、過(guò)孔不能放置在小于0402電阻容焊盤大小的焊盤上；理論上放置在焊盤上引線電感小，但是生產(chǎn)的時(shí)候，錫膏容易進(jìn)去過(guò)孔，造成錫膏不均勻造成器件立起來(lái)的現(xiàn)象（‘立碑’現(xiàn)象）。一般推薦間距為4-8mil1、過(guò)孔與過(guò)孔之間的間距不宜過(guò)近,鉆孔容易引起破孔，一般要求孔間距0.5mm及以上，0.35mm-0.4mm極力避免，0.3mm及以下禁止

漲縮產(chǎn)生的根源由材料的特性所決定，要解決軟硬結(jié)合板漲縮的問(wèn)題，必須先對(duì)撓性板的材料聚酰亞胺（Polyimide）做個(gè)介紹： （1）聚酰亞胺具有優(yōu)良的散熱性能，可承受無(wú)鉛焊接高溫處理時(shí)的熱沖擊； （2）對(duì)于需要更強(qiáng)調(diào)訊號(hào)完整性的小型裝置，大部份設(shè)備制造商都趨向于使用撓性電路； （3）聚酰亞胺具有較高的玻璃轉(zhuǎn)移溫度與高熔點(diǎn)的特性，一般情況下要在350 ℃以上進(jìn)行加工； （4）在有機(jī)溶解方面，聚酰亞胺不溶解于一般的有機(jī)溶劑。 撓性板材料的漲縮主要跟基體材料PI和膠有關(guān)系，也就是與PI的亞胺化有很大關(guān)系，亞胺化程度越高，漲縮的可控性就越強(qiáng)。 按照正常的生產(chǎn)規(guī)律，撓性板在開料后，在圖形線路形成，以及軟硬結(jié)合壓合的過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生不同程度的漲縮，在圖形線路蝕刻后，線路的密集程度與走向，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)板面應(yīng)力重新取向，最終導(dǎo)致板面出現(xiàn)一般規(guī)律性的漲縮變化；在軟硬結(jié)合壓合的過(guò)程中，由于表面覆蓋膜與基體材料PI的漲縮系數(shù)不一致，也會(huì)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生一定程度的漲縮。 從本質(zhì)原因上說(shuō)，任何材料的漲縮都是受溫度的影響所導(dǎo)致的，在PCB冗長(zhǎng)的制作過(guò)程中，材料經(jīng)過(guò)諸多 熱濕制程后，漲縮值都會(huì)有不同程度的細(xì)微變化，但就長(zhǎng)期的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，變化還是有規(guī)律的。 [...]