电子器件传输信号线中,其高频信号或者电磁波传播时所遇到的阻力称之为阻抗。在制造过程中为什么PCB板一定要做阻抗?让我们从以下4点原因来进行分析
1、PCB线路板要考虑接插安装电子元件,后期的SMT贴片接插也需要考虑导电性能和信号传输性能等问题,所以就会要求阻抗越低越好。
2、PCB线路板在生产过程中经历沉铜、电镀锡(或化学镀,热喷锡)、接插件焊锡等工艺制作环节,所用的材料必须要求低电阻率,才能保证线路板的整体阻抗值达到产品质量要求,才能正常运行。
3、PCB线路板的镀锡是整个线路板制作中极容易出现问题的地方,是影响阻抗的关键环节;其比较大的缺陷就是易氧化或潮解、钎焊性差,使线路板难焊接、阻抗过高,从而导致导电性能差或整板性能的不稳定。
4、PCB线路板中的导体会有各种信号传递,线路本身因蚀刻、叠层厚度、导线宽度等因素的不同,会造成阻抗值发生变化,使其信号失真,导致线路板性能下降,所以就需要控制阻抗值在一定范围内。 25微米的孔壁铜厚 好处:增强可靠性,包括改进z轴的耐膨胀能力!无锡多层PCB厂家
六层板的叠层
对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计,推荐叠层方式:
1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;
对于这种方案,这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。
2.GND-SIG-GND-PWR-SIG -GND;
对于这种方案,该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层 来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。
广东线路板PCB设计铜基板它具有良好的导热性、电气绝缘性能和机械加工性能;降低噪声与电磁干扰的一些经验。
(1)元件引脚尽量短,去耦电容引脚尽量短。
(2)关键的线要尽量粗,并在两边加上保护地。高速线要短要直。
(3)对噪声敏感的线不要与大电流,高速开关线平行。
(4)石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。
(5)弱信号电路,低频电路周围不要形成电流环路。
(6)任何信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。
(7)每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。
四层板的叠层
1. SIG-GND(PWR)-PWR (GND)-SIG;
2. GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;
对于第二种方案,通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层,中间两层均为信号 /电源层。信号层上的电源用宽线走线,这可使电源电流的路径阻抗低,且信号微带路径的阻抗也低,也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看, 这是现有的比较好4层PCB结构。
主要注意:中间两层信号、电源混合层间距要拉开,走线方向垂直,避免出现串扰;适当控制板面积,体现20H规则;如果要控 制走线阻抗,上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜岛的下边。另外,电源或地层上的铺铜之间应尽可能地互连在一起,以确保DC和低频的连接性。 对塞孔深度的要求。好处:高质量塞孔将减少组装过程中失败的风险。
如何将PCB线路板的精密度做到“ 非常”?
①基材
采用薄或超薄铜箔(<18um)基材和精细表面处理技术。
②工艺
采用较薄干膜和湿法贴膜工艺,薄而质量好的干膜可减少线宽失真和缺陷。湿法贴膜可填满小的气隙,增加界面附着力,提高导线完整性和精度。
③电沉积光致抗蚀膜
采用电沉积光致抗蚀膜(Electro-deposited Photoresist,ED)。其厚度可控制在5~30/um范围,可生产更完美的精细导线,对于狭小环宽、无环宽和全板电镀尤为适用,目前全球已有十多条ED生产线。
电路板温升不能太高,太高会影响组件的使用寿命;广东线路板PCB设计在镍的简单盐电解液中,可获得结晶极其细小的镀层,它具有优良的抛光性能;无锡多层PCB厂家
关于线宽与过孔铺铜的一点经验
我们在画PCB时一般都有一个常识,即走大电流的地方用粗线(比如50mil,甚至以上),小电流的信号可以用细线(比如10mil)。
对于某些机电控制系统来说,有时候走线里流过的瞬间电流能够达到100A以上,这样的话比较细的线就肯定会出问题。
一个基本的经验值是:10A/平方mm,即横截面积为1平方毫米的走线能安全通过的电流值为10A。如果线宽太细的话,在大电流通过时走线就会烧毁。
当然电流烧毁走线也要遵循能量公式:Q=I*I*t,比如对于一个有10A电流的走线来说,突然出现一个100A的电流毛刺,持续时间为us级,那么30mil的导线是肯定能够承受住的。
(这时又会出现另外一个问题?导线的杂散电感,这个毛刺将会在这个电感的作用下产生很强的反向电动势,从而有可能损坏其他器件。越细越长的导线杂散电感越大,所以实际中还要综合导线的长度进行考虑)
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