通訊與計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使得高速PCB設(shè)計(jì)進(jìn)入了千兆位領(lǐng)域，新的高速器件應(yīng)用使得如此高的速率在背板和單板上的長(zhǎng)距離傳輸成為可能，但與此同時(shí)，PCB設(shè)計(jì)中的信號(hào)完整性問(wèn)題(SI)、電源完整性以及電磁兼容方面的問(wèn)題也更加突出。信號(hào)完整性是指信號(hào)在信號(hào)線(xiàn)上傳輸?shù)馁|(zhì)量，主要問(wèn)題包括反射、振蕩、時(shí)序、地彈和串?dāng)_等。信號(hào)完整性差不是由某個(gè)單一因素導(dǎo)致，而是板級(jí)設(shè)計(jì)中多種因素共同引起。在千兆位設(shè)備的PCB板設(shè)計(jì)中，一個(gè)好的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)要求工程師全面考慮器件、傳輸線(xiàn)互聯(lián)方案、電源分配以及EMC方面的問(wèn)題。高速PCB設(shè)計(jì)EDA工具已經(jīng)從單純的仿真驗(yàn)證發(fā)展到設(shè)計(jì)和驗(yàn)證相結(jié)合，幫助設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)早期設(shè)定規(guī)則以避免錯(cuò)誤而不是在設(shè)計(jì)后期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。隨著數(shù)據(jù)速率越來(lái)越高設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，高速PCB系統(tǒng)分析工具變得更加必要，這些工具包括時(shí)序分析、信號(hào)完整性分析、設(shè)計(jì)空間參數(shù)掃描分析、EMC設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)穩(wěn)定性分析等。這里我們將著重討論在千兆位設(shè)備PCB設(shè)計(jì)中信號(hào)完整性分析應(yīng)考慮的一些問(wèn)題。高速器件與器件模型盡管千兆位發(fā)送與接收元器件供應(yīng)商會(huì)提供有關(guān)芯片的設(shè)計(jì)資料，但是器件供應(yīng)商對(duì)于新器件信號(hào)完整性的了解也存在一個(gè)過(guò)程，這樣器件供應(yīng)商給出的設(shè)計(jì)指南可能并不成熟，還有就是器件供應(yīng)商給出的設(shè)計(jì)約束條件通常都是非?？量痰?，對(duì)設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)要滿(mǎn)足所有的設(shè)計(jì)規(guī)則會(huì)非常困難。所以就需要信號(hào)完整性工程師運(yùn)用仿真分析工具對(duì)供應(yīng)商的約束規(guī)則和實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，考察和優(yōu)化元器件選擇、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、匹配方案、匹配元器件的值，并最終開(kāi)發(fā)出確保信號(hào)完整性的PCB布局布線(xiàn)規(guī)則。因此，千兆位信號(hào)的精確仿真分析變得十分重要，而器件模型在信號(hào)完整性分析工作中的作用也越來(lái)越得到重視。

1. 從原理圖到PCB的設(shè)計(jì)流程建立元件參數(shù)——>輸入原理網(wǎng)表->設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置->手工布局->手工布線(xiàn)->驗(yàn)證設(shè)計(jì)——>復(fù)查->CAM輸出。2. 參數(shù)設(shè)置相鄰導(dǎo)線(xiàn)間距必須能滿(mǎn)足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線(xiàn)密度較低時(shí)，信號(hào)線(xiàn)的間距可適當(dāng)?shù)丶哟?，?duì)高、低電平懸殊的信號(hào)線(xiàn)應(yīng)盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線(xiàn)間距設(shè)為8mil。焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時(shí)導(dǎo)致焊盤(pán)缺損。當(dāng)與焊盤(pán)連接的走線(xiàn)較細(xì)時(shí)，要將焊盤(pán)與走線(xiàn)之間的連接設(shè)計(jì)成水滴狀，這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮，而是走線(xiàn)與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。3. 元器件布局實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細(xì)平行線(xiàn)靠得很近，則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線(xiàn)的終端形成反射噪聲;由于電源、地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，因此，在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候，應(yīng)注意采用正確的方法。每一個(gè)開(kāi)關(guān)電源都有四個(gè)電流回路：◆ 電源開(kāi)關(guān)交流回路◆ 輸出整流交流回路◆ 輸入信號(hào)源電流回路◆ 輸出負(fù)載電流回路輸入回路通過(guò)一個(gè)近似直流的電流對(duì)輸入電容充電，濾波電容主要起到一個(gè)寬帶儲(chǔ)能作用;類(lèi)似地，輸出濾波電容也用來(lái)儲(chǔ)存來(lái)自輸出整流器的高頻能量，同時(shí)消除輸出負(fù)載回路的直流能量。所以，輸入和輸出濾波電容的接線(xiàn)端十分重要，輸入及輸出電流回路應(yīng)分別只從濾波電容的接線(xiàn)端連接到電源;如果在輸入/輸出回路和電源開(kāi)關(guān)/整流回路之間的連接無(wú)法與電容的接線(xiàn)端直接相連，交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。電源開(kāi)關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流，這些電流中諧波成分很高，其頻率遠(yuǎn)大于開(kāi)關(guān)基頻，峰值幅度可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍，過(guò)渡時(shí)間通常約為50ns。這兩個(gè)回路最容易產(chǎn)生電磁干擾，因此必須在電源中其它印制線(xiàn)布線(xiàn)之前先布好這些交流回路，每個(gè)回路的三種主要的元件濾波電容、電源開(kāi)關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰地進(jìn)行放置，調(diào)整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。

河南開(kāi)發(fā)FPC軟板第Y章 溶液濃度計(jì)算方法在印制電路板制造技術(shù)，各種溶液占了很大的比重，對(duì)印制電路板的最終產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用開(kāi)發(fā)FPC軟板。無(wú)論是選購(gòu)或者自配都必須進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。正確的計(jì)算才能確保各種溶液的成分在工藝范圍內(nèi)，對(duì)確保產(chǎn)品質(zhì)量起到重要的作用。根據(jù)印制電路板生產(chǎn)的特點(diǎn)，提供六種計(jì)算方法供同行選用。1.體積比例濃度計(jì)算：定義：是指溶質(zhì)(或濃溶液)體積與溶劑體積之比值。舉例：1：5硫酸溶液就是一體積濃硫酸與五體積水配制而成。2.克升濃度計(jì)算：定義：一升溶液里所含溶質(zhì)的克數(shù)。舉例：100克硫酸銅溶于水溶液10升，問(wèn)一升濃度是多少?100/10=10克/升3.重量百分比濃度計(jì)算定義：用溶質(zhì)的重量占全部溶液重理的百分比表示。

1.開(kāi)料目的：根據(jù)工程資料MI的要求，在符合要求的大張板材上，裁切成小塊生產(chǎn)板件.符合客戶(hù)要求的小塊板料.流程：大板料→按MI要求切板→鋦板→啤圓角磨邊→出板鉆孔目的：根據(jù)工程資料，在所開(kāi)符合要求尺寸的板料上，相應(yīng)的位置鉆出所求的孔徑.流程：疊板銷(xiāo)釘→上板→鉆孔→下板→檢查修理沉銅目的：沉銅是利用化學(xué)方法在絕緣孔壁上沉積上一層薄銅.流程：粗磨→掛板→沉銅自動(dòng)線(xiàn)→下板→浸%稀H2SO4→加厚銅圖形轉(zhuǎn)移目的：圖形轉(zhuǎn)移是生產(chǎn)菲林上的圖像轉(zhuǎn)移到板上。流程：(藍(lán)油流程)：磨板→印第Y面→烘干→印第二面→烘干→爆光→沖影→檢查;(干膜流程)：麻板→壓膜→靜置→對(duì)位→曝光→靜置→沖影→檢查圖形電鍍目的：圖形電鍍是在線(xiàn)路圖形裸露的銅皮上或孔壁上電鍍一層達(dá)到要求厚度的銅層與要求厚度的金鎳或錫層。流程：上板→除油→水洗二次→微蝕→水洗→酸洗→鍍銅→水洗→浸酸→鍍錫→水洗→下板退膜目的：用NaOH溶液退去抗電鍍覆蓋膜層使非線(xiàn)路銅層裸露出來(lái)。流程：水膜：插架→浸堿→沖洗→擦洗→過(guò)機(jī);干膜：放板→過(guò)機(jī)蝕刻目的：蝕刻是利用化學(xué)反應(yīng)法將非線(xiàn)路部位的銅層腐蝕去。綠油目的：綠油是將綠油菲林的圖形轉(zhuǎn)移到板上，起到保護(hù)線(xiàn)路和阻止焊接零件時(shí)線(xiàn)路上錫的作用。流程：磨板→印感光綠油→鋦板→曝光→沖影;磨板→印第Y面→烘板→印第二面→烘板字符目的：字符是提供的一種便于辯認(rèn)的標(biāo)記。流程：綠油終鋦后→冷卻靜置→調(diào)網(wǎng)→印字符→后鋦鍍金手指目的：在插頭手指上鍍上一層要求厚度的鎳金層，使之更具有硬度的耐磨性。流程：上板→除油→水洗兩次→微蝕→水洗兩次→酸洗→鍍銅→水洗→鍍鎳→水洗→鍍金鍍錫板 (并列的一種工藝)目的：噴錫是在未覆蓋阻焊油的裸露銅面上噴上一層鉛錫，以保護(hù)銅面不蝕氧化，以保證具有良好的焊接性能.流程：微蝕→風(fēng)干→預(yù)熱→松香涂覆→焊錫涂覆→熱風(fēng)平整→風(fēng)冷→洗滌風(fēng)干成型目的：通過(guò)模具沖壓或數(shù)控鑼機(jī)鑼出客戶(hù)所需要的形狀成型的方法有機(jī)鑼?zhuān)“?，手鑼?zhuān)智姓f(shuō)明：數(shù)據(jù)鑼機(jī)板與啤板的精確度較高，手鑼其次，手切板最低具只能做一些簡(jiǎn)單的外形.測(cè)試目的：通過(guò)電子00%測(cè)試，檢測(cè)目視不易發(fā)現(xiàn)到的開(kāi)路，短路等影響功能性之缺陷.流程：上?！虐濉鷾y(cè)試→合格→FQC目檢→不合格→修理→返測(cè)試→OK→REJ→報(bào)廢終檢目的：通過(guò)00%目檢板件外觀缺陷，并對(duì)輕微缺陷進(jìn)行修理，避免有問(wèn)題及缺陷板件流出.具體工作流程：來(lái)料→查看資料→目檢→合格→FQA抽查→合格→包裝→不合格→處理→檢查OKa

1.寄生電容過(guò)孔本身存在著對(duì)地或電源的寄生電容，如果已知過(guò)孔在內(nèi)層上的隔離孔直徑為D2;過(guò)孔焊盤(pán)的直徑為D1;PCB的厚度為T(mén);板基材的相對(duì)介電常數(shù)為ε;過(guò)孔的寄生電容延Κ了電路中信號(hào)的上升時(shí)問(wèn)，降低了電路的速度。如果一塊厚度為25mil的PCB，使用內(nèi)徑為10mil，焊盤(pán)直徑為20mil的過(guò)孔，內(nèi)層電氣間隙寬度為32mil時(shí)，可以通過(guò)上面的公式近似算出過(guò)孔的寄生電容大致為0.259 pF。如果走線(xiàn)的特性阻抗為30Ω,則該寄生電容引起的信號(hào)上升時(shí)間延長(zhǎng)量。系數(shù)1/2是因?yàn)檫^(guò)孔在走線(xiàn)的中途。從這些數(shù)值可以看出，盡管單個(gè)過(guò)孔的寄生電容引起的上升沿變緩的效用不是很明顯，但是如果走線(xiàn)中多次使用過(guò)孔進(jìn)行層間的切換，設(shè)計(jì)者還是要慎重考慮的。2.寄生電感過(guò)孔還具有與其高度和直徑直接相關(guān)的串聯(lián)寄生電感。若九是過(guò)孔的高度;d是中心鉆孔的直徑;則過(guò)孔的寄生電感L近似為在高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，寄生電感帶來(lái)的危害超過(guò)寄生電容的影響。過(guò)孔的寄生串聯(lián)電感會(huì)削弱旁路電容在電源或地平面濾除噪聲的作用，減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用c因此旁路和去耦電容的過(guò)孔應(yīng)該盡可能短，以使其電感值最小。通過(guò)上面對(duì)過(guò)孔寄生特性的分析，為了減小過(guò)孔的寄生效應(yīng)帶來(lái)的不利影響，在進(jìn)行高速PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量做到：· 盡量減少過(guò)孔，尤其是時(shí)鐘信號(hào)走線(xiàn);· 使用較薄的PCB有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數(shù);· 過(guò)孔阻抗應(yīng)該盡可能與其連接的走線(xiàn)的阻抗相匹配，以便減小信號(hào)的反射;

如果阻抗變化只發(fā)生一次，例如線(xiàn)寬從8mil變到6mil后，一直保持6mil寬度這種情況，要達(dá)到突變處信號(hào)反射噪聲不超過(guò)電壓擺幅的5%這一噪聲預(yù)算要求，阻抗變化必須小于10%。這有時(shí)很難做到，以 FR4板材上微帶線(xiàn)的情況為例，我們計(jì)算一下。如果線(xiàn)寬8mil，線(xiàn)條和參考平面之間的厚度為4mil，特性阻抗為46.5歐姆。線(xiàn)寬變化到6mil后特性阻抗變成54.2歐姆，阻抗變化率達(dá)到了20%。反射信號(hào)的幅度必然超標(biāo)。至于對(duì)信號(hào)造成多大影響，還和信號(hào)上升時(shí)間和驅(qū)動(dòng)端到反射點(diǎn)處信號(hào)的時(shí)延有關(guān)。但至少這是一個(gè)潛在的問(wèn)題點(diǎn)。幸運(yùn)的是這時(shí)可以通過(guò)阻抗匹配端接解決問(wèn)題。如果阻抗變化發(fā)生兩次，例如線(xiàn)寬從8mil變到6mil后，拉出2cm后又變回8mil。那么在2cm長(zhǎng)6mil寬線(xiàn)條的兩個(gè)端點(diǎn)處都會(huì)發(fā)生反射，一次是阻抗變大，發(fā)生正反射，接著阻抗變小，發(fā)生負(fù)反射。如果兩次反射間隔時(shí)間足夠短，兩次反射就有可能相互抵消，從而減小影響。假設(shè)傳輸信號(hào)為1V，第Y次正反射有0.2V被反射，1.2V繼續(xù)向前傳輸，第二次反射有 -0.2*1.2 = 0.24v被反射回。再假設(shè)6mil線(xiàn)長(zhǎng)度極短，兩次反射幾乎同時(shí)發(fā)生，那么總的反射電壓只有0.04V，小于5%這一噪聲預(yù)算要求。因此，這種反射是否影響信號(hào)，有多大影響，和阻抗變化處的時(shí)延以及信號(hào)上升時(shí)間有關(guān)。研究及實(shí)驗(yàn)表明，只要阻抗變化處的時(shí)延小于信號(hào)上升時(shí)間的20%，反射信號(hào)就不會(huì)造成問(wèn)題。如果信號(hào)上升時(shí)間為1ns，那么阻抗變化處的時(shí)延小于0.2ns對(duì)應(yīng)1.2英寸，反射就不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。也就是說(shuō)，對(duì)于本例情況，6mil寬走線(xiàn)的長(zhǎng)度只要小于3cm就不會(huì)有問(wèn)題。