今天我們來聊聊PCB幾個(gè)常見的技術(shù)。如果看完還有不明白的地方,可以掃描文末的二維碼加入工程師交流群,跟行業(yè)大佬一起交流探討。
01?PCB過孔技術(shù)
過孔一般又分為三類:通孔、盲孔和埋孔。
通孔:這種孔穿過整個(gè)線路板,可用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現(xiàn),成本較低,所以一般印制電路板均使用。
盲孔:指位于印刷線路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線路和下面的內(nèi)層線路的連接,孔的深度與孔徑通常不超過一定的比率。
埋孔:指位于印刷線路板內(nèi)層的連接孔,它不會(huì)延伸到線路板的表面。
高速PCB中過孔的影響:
高速PCB多層板中,信號(hào)從某層互連線傳輸?shù)搅硪粚踊ミB線就需要通過過孔來實(shí)現(xiàn)連接,在頻率低于1GHz時(shí),過孔能起到一個(gè)很好的連接作用,其寄生電容、電感可以忽略。
當(dāng)頻率高于1 GHz后,過孔的寄生效應(yīng)對信號(hào)完整性的影響就不能忽略,此時(shí)過孔在傳輸路徑上表現(xiàn)為阻抗不連續(xù)的斷點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的反射、延時(shí)、衰減等信號(hào)完整性問題。
當(dāng)信號(hào)通過過孔傳輸至另外一層時(shí),信號(hào)線的參考層同時(shí)也作為過孔信號(hào)的返回路徑,并且返回電流會(huì)通過電容耦合在參考層間流動(dòng),并引起地彈等問題。
02?PCB的階數(shù)
一階板:一次壓合即成,可以想像成最普通的板。
二階板:兩次壓合,以盲埋孔的八層板為例,先做2-7層的板,壓好,這時(shí)候2-7的通孔埋孔已經(jīng)做好了,再加1層和8層壓上去,打1-8的通孔,做成整板。
三階板:比上面更復(fù)雜,先壓3-6層,再加上2和7層,最后加上1到8層,一共要壓合三次,一般廠家做不了,成本較高。
03?PCB的疊層結(jié)構(gòu)
總的來說疊層設(shè)計(jì)主要要遵從兩個(gè)規(guī)矩:
1. 每個(gè)走線層都必須有一個(gè)鄰近的參考層(電源或地層)。
2. 鄰近的主電源層和地層要保持最小間距,以提供較大的耦合電容。
對于如何選擇設(shè)計(jì)用幾層板和用什么方式的疊層,要根據(jù)板上信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量,器件密度,PIN密度,信號(hào)的頻率,板的大小等許多因素。這些因素我們要綜合考慮,信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量越多,器件密度越大,PIN密度越大,信號(hào)的頻率越高的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用多層板設(shè)計(jì)。為得到好的EMI性能最好保證每個(gè)信號(hào)層都有自己的參考層。
04?PCB走線的阻抗設(shè)計(jì)
線路板中的導(dǎo)體會(huì)有各種信號(hào)的傳遞,為提高其傳輸速率而必須提高其頻率,線路本身若因蝕刻,疊層厚度,導(dǎo)線寬度等不同因素,將會(huì)造成阻抗值的變化,使其信號(hào)失真,因此在高速線路板上的導(dǎo)體,其阻抗值應(yīng)控制在某一范圍之內(nèi),稱為“阻抗控制”。
導(dǎo)線的阻抗由其感應(yīng)和電容性電感、電阻和電導(dǎo)系數(shù)決定。影響PCB走線的阻抗因素主要有: 銅線的寬度、銅線的厚度、介質(zhì)的介電常數(shù)、介質(zhì)的厚度、焊盤的厚度、地線的路徑、走線周邊的走線等。
PCB 傳輸線路通常由一個(gè)導(dǎo)線、一個(gè)或多個(gè)參考層和絕緣材質(zhì)組成。導(dǎo)線和板層構(gòu)成了控制阻抗。PCB常常采用多層結(jié)構(gòu),并且控制阻抗也可以采用各種方式來構(gòu)建。但是,無論使用什么方式,阻抗值都將由其物理結(jié)構(gòu)和絕緣材料的電子特性決定:
1.信號(hào)導(dǎo)線的寬度和厚度;
2.導(dǎo)線兩側(cè)的內(nèi)核或預(yù)填材質(zhì)的高度;
3.導(dǎo)線和板層的配置;
4.內(nèi)核和預(yù)填材質(zhì)的絕緣常數(shù)。
審核編輯:湯梓紅
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