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  • 高速PCB設計中,影響信號質量的5個方面

    在高速PCB設計中,“信號”始終是工程師無法繞開的一個知識點。不管是在設計環節,還是在測試環節,信號質量都值得關注。在本文中,我們主要來了解下影響信號質量的5大問題。   01 過沖   過沖圖 02 毛刺   毛刺圖 03 邊沿   邊沿圖 04 回沖   回沖圖 05 電平   電平圖 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-13 關鍵詞: PCB 信號質量 工程師

  • 關於PCB設計,只懂多層板選擇原則,卻不知疊層設計可不行!

    PCB層疊結構設計對產品成本、產品EMC的好壞都有直接的影響。板層的增加,方便了佈線,但也增加了成本。設計的時候需要考慮各方面的需求,以達到最佳的平衡。 圖1 在完成元器件的預佈局後,一般需要對PCB的佈線瓶頸處進行重點分析。 結合其他EDA工具分析電路板的佈線密度;再綜合有特殊佈線要求的信號線如差分線、敏感信號線等的數量和種類來確定信號層的層數;然後根據電源的種類、隔離和抗干擾的要求來確定內電層的數目。 層疊選擇因素考慮 電路板的層數越多,特殊信號層、地層和電源層的排列組合的種類也就越多。 信號層應該與一個內電層相鄰(內部電源/地層),利用內電層的大銅膜來為信號層提供屏蔽。 內部電源層和地層之間應該緊密耦合,也就是説,內部電源層和地層之間的介質厚度應該取較小的值。 電路中的高速信號傳輸層應該是信號中間層,並且夾在兩個內電層之間。這樣兩個內電層的銅膜可以為高速信號傳輸提供電磁屏蔽,同時也能有效地將高速信號的輻射限制在兩個內電層之間,不對外造成干擾。 避免兩個信號層直接相鄰。相鄰的信號層之間容易引入串擾,從而導致電路功能失效。在兩信號層之間加入地平面可以有效地避免串擾。 多個接地的內電層可以有效地降低接地阻抗。例如,A信號層和B信號層採用各自單獨的地平面,可以有效地降低共模干擾。 兼顧層結構的對稱性。 表1 常見的疊層設計 1)四層板疊層結構 圖2 2)六層板疊層結構 表2 3)八層板疊層結構 表3 表4 一到八層電路板的疊層設計方式 單面板和雙面板的疊層 對於雙層板來説,由於板層數量少,已經不存在疊層的問題。 控制EMI輻射主要從佈線和佈局來考慮; 單層板和雙層板的電磁兼容問題越來越突出。造成這種現象的主要原因就是信號迴路面積過大,不僅產生了較強的電磁輻射,而且使電路對外界干擾敏感。要改善線路的電磁兼容性,最簡單的方法是減小關鍵信號的迴路面積。 關鍵信號:從電磁兼容的角度考慮,關鍵信號主要指產生較強輻射的信號和對外界敏感的信號。能夠產生較強輻射的信號一般是週期性信號,如時鐘或地址的低位信號。對干擾敏感的信號是指那些電平較低的模擬信號。 單、雙層板通常使用在低於10KHz的低頻模擬設計中: 在同一層的電源線以輻射狀走線,並最小化線的長度總和; 走電源、地線時,相互靠近;在關鍵信號線邊上布一條地線,這條地線應儘量靠近信號線。這樣就形成了較小的迴路面積,減小差模輻射對外界干擾的敏感度。當信號線的旁邊加一條地線後,就形成了一個面積最小的迴路,信號電流肯定會取道這個迴路,而不是其它地線路徑。 如果是雙層線路板,可以在線路板的另一面,緊靠近信號線的下面,沿着信號線布地條地線,一線儘量寬些。這樣形成的迴路面積等於PCB線路板的厚度乘以信號線的長度。 四層板的疊層 推薦疊層方式: SIG-GND(PWR)-PWR(GND)-SIG GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND 對於以上兩種疊層設計,潛在的問題是對於傳統的1.6mm(62mil)板厚, 層間距將會變得很大,不僅不利於控制阻抗,也不利於層間耦合及屏蔽; 特別是電源地層之間間距很大,降低了板電容,不利於濾除噪聲。 對於第一種方案,通常應用於板上芯片較多的情況。這種方案可得到較好的SI性能,對於EMI性能來説並不是很好,主要通過走線及其他細節來控制。注意:地層放在信號最密集的信號層的相連層,有利於吸收和抑制輻射;增大板面積,體現20H規則。 六層板的疊層 對於芯片密度較大、時鐘頻率較高的設計應考慮六層板的設計。 推薦疊層方式: SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG; 這種疊層方案可得到較好的信號完整性,信號層與接地層相鄰,電源層和接地層配對,每個走線層的阻抗都可較好控制,且兩個地層都是能良好的吸收磁力線,在電源、地層完整的情況下能為每個信號層都提供較好的迴流路徑。 GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND; 該種方案只適用於器件密度不是很高的情況,這種疊層具有上面疊層的所有優點,並且這樣頂層和底層的地平面比較完整,能作為一個較好的屏蔽層來使用。 需要注意的是電源層要靠近非主元件面的那一層,因為底層的平面會更完整。因此,EMI性能要比第一種方案好。 小結:對於六層板的方案,電源層與地層之間的間距應儘量減小,以獲得好的電源、地耦合。但62mil的板厚,層間距雖然得到減小,還是不容易把主電源與地層之間的間距控制得很小。對比第一種方案與第二種方案,第二種方案成本要大大增加。因此,我們疊層時通常選擇第一種方案。設計時,遵循20H規則和鏡像層規則設計。 八層板的疊層 八層板通常使用下面三種疊層方式: 1)由於電磁吸收能力差且電源阻抗較大,導致這不是一種好的疊層方式,它的結構如下: Signal 1 元件面、微帶走線層 Signal 2 內部微帶走線層,較好的走線層(X方向) Ground Signal 3 帶狀線走線層,較好的走線層(Y方向) Signal 4 帶狀線走線層 Power Signal 5 內部微帶走線層 Signal 6 微帶走線層 2)是第三種疊層方式的變種,由於增加了參考層,具有較好的EMI性能,各信號層的特性阻抗可以很好的控制。 Signal 1 元件面、微帶走線層,好的走線層 Ground 地層,較好的電磁波吸收能力 Signal 2 帶狀線走線層,好的走線層 Power 電源層,與下面的地層構成優秀的電磁吸收 Ground 地層 Signal 3 帶狀線走線層,好的走線層 Power 地層,具有較大的電源阻抗 Signal 4 微帶走線層,好的走線層 3)最佳疊層方式,由於多層地參考平面的使用具有非常好的地磁吸收能力。 Signal 1 元件面、微帶走線層,好的走線層 Ground 地層,較好的電磁波吸收能力 Signal 2 帶狀線走線層,好的走線層 Power 電源層,與下面的地層構成優秀的電磁吸收 Ground 地層 Signal 3 帶狀線走線層,好的走線層 Ground 地層,較好的電磁波吸收能力 Signal 4 微帶走線層,好的走線層 對於如何選擇設計用幾層板和用什麼方式的疊層,要根據電路板上信號網絡的數量、器件密度、PIN密度、信號的頻率、板的大小等許多因素。對於這些因素我們要綜合考慮。 對於信號網絡的數量越多,器件密度越大,PIN密度越大,信號的頻率越高的設計應儘量採用多層板設計。為得到好的EMI性能,最好保證每個信號層都有自己的參考層。 在設計多層PCB電路板之前,工程師們首先要根據單路規模、電路板尺寸以及電磁兼容性(EMC)的需求來確定電路板的層疊結構。 在確定層數之後再確定內電層放置位置以及信號的分佈,所以層疊結構的設計尤為重要。 END 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 資深工程師分享7種常見二極管應用電路解析 34個動控制原理圖,老電工看了都説好! 學EMC避不開的10大經典問題 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-12 關鍵詞: 電路板 PCB

  • 開關電源PCB佈線設計技巧——降低EMI

    開關電源PCB排版是開發電源產品中的一個重要過程。許多情況下,一個在紙上設計得非常完美的電源可能在初次調試時無法正常工作,原因是該電源的PCB排版存在着許多問題。 為了適應電子產品飛快的更新換代節奏,產品設計工程師更傾向於選擇在市場上很容易採購到的AC/DC適配器,並把多組直流電源直接安裝在系統的線路板上。由於開關電源產生的電磁干擾會影響到其電子產品的正常工作,正確的電源PCB排版就變得非常重要。開關電源PCB排版與數字電路PCB排版完全不一樣。在數字電路排版中,許多數字芯片可以通過PCB軟件來自動排列,且芯片之間的連接線可以通過PCB軟件來自動連接。用自動排版方式排出的開關電源肯定無法正常工作。所以,沒計人員需要對開關電源PCB排版基本規則和開關電源工作原理有一定的瞭解。 開關電源PCB排版基本要點 1.1 電容高頻濾波特性 圖1是電容器基本結構和高頻等效模型 電容的基本公式是 式(1)顯示,減小電容器極板之間的距離(d)和增加極板的截面積(A)將增加電容器的電容量。 電容通常存在等效串聯電阻(ESR)和等效串聯電感(ESL)二個寄生參數。圖2是電容器在不同工作頻率下的阻抗(Zc)。 一個電容器的諧振頻率(fo)可以從它自身電容量(C)和等效串聯電感量(LESL)得到,即 當一個電容器工作頻率在fo以下時,其阻抗隨頻率的上升而減小,即 當電容器工作頻率在fo以上時,其阻抗會隨頻率的上升而增加,即 當電容器工作頻率接近fo時,電容阻抗就等於它的等效串聯電阻(RESR)。 電解電容器一般都有很大的電容量和很大的等效串聯電感。由於它的諧振頻率很低,所以只能使用在低頻濾波上。鉭電容器一般都有較大電容量和較小等效串聯電感,因而它的諧振頻率會高於電解電容器,並能使用在中高頻濾波上。瓷片電容器電容量和等效串聯電感一般都很小,因而它的諧振頻率遠高於電解電容器和鉭電容器,所以能使用在高頻濾波和旁路電路上。由於小電容量瓷片電容器的諧振頻率會比大電容量瓷片電容器的諧振頻率要高,因此,在選擇旁路電容時不能光選用電容值過高的瓷片電容器。為了改善電容的高頻特性,多個不同特性的電容器可以並聯起來使用。圖3是多個不同特性的電容器並聯後阻抗改善的效果。 一、電源排版基本要點1:旁路瓷片電容器的電容不能太大,而它的寄生串聯電感應儘量小,多個電容器並聯能改善電容的高頻阻抗特性。 圖4顯示了在一個PCB上輸入電源(Vin)至負載(RL)的不同走線方式。為了降低濾波電容器(C)的ESL,其引線長度應儘量減短;而Vin。正極至RL和Vin負極至R1的走線應儘量靠近。 1.2 電感高頻濾波特性 圖5中的電流環路類似於一匝線圈的電感。高頻交流電流所產生的電磁場R(t)將環繞在此環路的外部和內部。如果高頻電流環路面積(Ac)很大,就會在此環路的內外部產生很大的電磁干擾。 電感的基本公式是 從式(5)可知,減小環路的面積(Ac)和增加環路周長(lm)可減小L。 電感通常存在等效並聯電阻(EPR)和等效並聯電容(Cp)二個寄生參數。圖6是電感在不同工作頻率下的阻抗(ZL)。 諧振頻率(fo)可以從電感自身電感值(L)和它的等效並聯電容值(Cp)得到,即 當一個電感工作頻率在fo以下時,電感阻抗隨頻率的上升而增加,即 當電感工作頻率在fo以上時,電感阻抗隨頻率的上升而減小,即 當電感工作頻率接近fo時,電感阻抗就等於它的等效並聯電阻(REPR)。 在開關電源中電感的Cp應該控制得越小越好。同時必須注意到,同一電感量的電感會由於線圈結構不同而產生不同的Cp值。圖7就顯示了同一電感量的電感在二種不同的線圈結構下不同的Cp值。圖7(a)電感的5匝繞組是按順序繞制。這種線圈結構的Cp值是l匝線圈等效並聯電容值(C)的1/5。圖7(b)電感的5匝繞組是按交叉順序繞制。其中繞組4和5放置在繞組1、2、3之間,而繞組l和5非常靠近。這種線圈結構所產牛的Cp是1匝線圈C值的兩倍。 可以看到,相同電感量的兩種電感的Cp值居然相差達數倍。在高頻濾波上如果一個電感的Cp值太大,高頻噪音就會很容易地通過Cp直接耦合到負載上。這樣的電感也就失去了它的高頻濾波功能。 圖8顯示了在一個PCB上Vin通過L至負載(RL)的不同走線方式。為了降低電感的Cp,電感的二個引腳應儘量遠離。而Vin正極至RL和Vin負極至RL的走線應儘量靠近。 二、電源排版基本要點2:電感的寄生並聯電容應儘量小,電感引腳焊盤之間的距離越遠越好。 1.3 鏡像面 電磁理論中的鏡像面概念對設計者掌握開關電源的PCB排版會有很大的幫助。圖9是鏡像面的基本概念。 圖9(a)是當直流電流在一個接地層上方流過時的情景。此時在地層上的返回直流電流非常均勻地分佈在整個地層面上。圖9(h)顯示當高頻電流在同一個地層上方流過時的情景。此時在地層上的返回交流電流只能流在地層面的中間而地層面的兩邊則完全沒有電流。一日.理解了鏡像面概念,我們很容易看到在圖10中地層面上走線的問題。接地層(Ground Plane),沒汁人員應該儘量避免在地層上放置任何功率或信號走線。一旦地層上的走線破壞了整個高頻環路,該電路會產牛很強的電磁波輻射而破壞周邊電子器件的正常工作。 三、電源排版基本要點3:避免在地層上放置任何功率或信號走線。保證地層的完整性。 1.4 高頻環路 開關電源中有許多由功率器件所組成的高頻環路,如果對這△環路處嬋得不好的話,就會對電源的正常工作造成很大影響。為了減小高頻環路所產生的電磁波噪音,該環路的面積應該控制得非常小。如圖l1(a)所示,高頻電流環路面積很大,就會在環路的內部和外部產生很強的電磁於擾。同樣的高頻電流,當環路面積設計得非常小時,如圖11(b)所示,環路內部和外部電磁場互相抵消,整個電路會變得非常安靜。 四、電源排版基本要點4:高頻環路的面積應儘可能減小。 1.5 過孔和焊盤放置 許多設計人員喜歡在多層PCB卜放置很多過孔(VIAS)。但是,必須避免在高頻電流返同路徑上放置過多過。否則,地層上高頻電流走線會遭到破壞。如果必須在高頻電流路徑上放置一些過孔的活,過孔之間可以留出一空間讓高頻電流順利通過,圖12顯示了過孔放置方式。 五、電源排版基本要點5:過孔放置不應破壞高頻電流在地層上的流經。 設計者同時應注意不同焊盤的形狀會產生不同的串聯電感。圖13顯示了兒種焊盤形狀的串聯電感值。 旁路電容(Decouple)的放置也要考慮到它的串聯電感值。旁路電容必須是低阻抗和低ESL乩的瓷片電容。但如果一個高品質瓷片電容在PCB上放置的方式不對,它的高頻濾波功能也就消失了。圖14顯示了旁路電容正確和錯誤的放置方式。 1.6 電源直流輸出 許多開關電源的負載遠離電源的輸出端口。為了避免輸出走線受電源自身或周邊電子器件所產生的電磁下擾,輸出電源走線必須像圖l5(b)那樣靠得很近,使輸出電流環路的面積儘可能減小。 l.7 地層在系統板上的分隔 新一代電子產品系統板上會同時有模擬電路、數字電路、開關電源電路。為了減小開關電源噪音對敏感的模擬和數字電路的影響,通常需要分隔不同電路的接地層。如果選用多層PCB,不同電路的接地層可由不同PCB板層來分隔。如果整個產品只有一層接地層,則必須像圖16中那樣在單層中分隔。無論是在多層PCB上進行地層分隔還是在單層PCB 上進行地層分隔,不同電路的地層都應該通過單點與開關電源的接地層相連接。 六、電源排版基本要點6:系統板上不同電路需要不同接地層,不同電路的接地層通過單點與電源接地層相連接。 開關電源PCB排版例子 設汁人員應能在此線路圖上區分出功率電路中元器件和控制信號電路中元器件。如果設計者將該電源中所有的元器件當作數字電路中的元器件來處理,則問題會相當嚴重。通常首先需要知道電源高頻電流的路徑,並區分小信號控制電路和功率電路元器件及其走線。一般來講,電源的功率電路主要包括輸入濾波電容、輸出濾波電容、濾波電感、上下端功率場效應管。控制電路主要包括PWM控制芯片、旁路電容、自舉電路、反饋分壓電阻、反饋補償電路。 2.l 電源功率電路PCB排版 電源功率器件在PCB上正確的放置和走線將決定整個電源工作是否正常。設計人員首先要對開關電源功率器件上的電壓和電流的波形有一一定的瞭解。 圖18顯示一個降壓式開關電源功率電路元器件上的電流和電壓波形。由於從輸入濾波電容(Cin),上端場效應管(S1)和F端場效應管(S2)中所流過的電流是帶有高頻率和高峯值的交流電流,所以由Cin-S1-S2所形成的環路面積要儘量減小。同時由S2,L和輸出濾波電容(Cout)所組成的環路面積也要儘量減小。 如果未按本文所述的要點來製作功率電路PCB,很可能製作出網19所示的電源PCB,圖19的PCB排版存在許多錯誤:第一,由於Cin有很大的ESL,Cin的高頻濾波能力基本上消失;第二,Cin-S1-S2和S1-LCout環路的面積太大,所產生的電磁噪音會對電源本身和周邊電路造成很大於擾;第三,L的焊盤靠得太近,造成Cp太大而降低了它的高頻濾波功能;第四,Cout焊盤引線太長,造成FSL太大而失去了高頻濾波線。 Cin-S1-S2和S2-L-Cout環路的面積已控制到最小。S1的源極,S2的漏極和L之問的連接點是一整塊銅片焊盤。由於該連接點上的電壓是高頻,S1、S2和L需要靠得非常近。雖然L和Cout之間的走線上沒有高峯值的高頻電流,但比較寬的走線可以降低直流阻抗的損耗使電源的效率得到提高。如果成本上允許,電源可用一面完全是接地層的雙面PCB,但必須注意在地層卜儘量避免走功率和信號線。在電源的輸入和輸出端口還各增加了一個瓷片電容器來改善電源的高頻濾波性能。 2.2 電源控制電路PCB排版 電源控制電路PCB排版也是非常重要的。不合理的排版會造成電源輸出電壓的漂移和振盪。控制線路應放置在功率電路的邊上,絕對不能放在高頻交流環路的中間。旁路電容要儘量靠近芯片的Vcc和接地腳(GND)。反饋分壓電阻最好也放置在芯片附近。芯片驅動至場效應管的環路也要儘量減短。 七、電源排版基本要點7:控制芯片至上端和下端場效應管的驅動電路環路要儘量短。 2.3 開關電源PCB排版例1 圖21是圖17 PCB的元器件面走線圖。此電源中採用了一個低價PWM控制器(Semtech型號SCIIO4A)。PCB下層是一個完整的接地層。此PCB功率地層與控制地層之間沒有分隔。可以看到該電源的功率電路由輸入插座(PCB左上端)通過輸入濾波電容器(C1,C2,),S1,S2,L1,輸出濾波電容器(C10,C11,C12,C13),一直到輸出插座(PCB右下端)。SCll04A被放置在PCB的左下端。因為,在地層上功率電路電流不通過控制電路,所以,無必要將控制電路接地層與功率電路接地層進行分隔。如果輸入插座是放置在PCB的左下端,那麼在地層上功率電路電流會直接通過控制電路,這時就有必要將二者分隔。 2.4 開關電源PCB排版例2 圖22是另一種降壓式開關電源,該電源能使12V輸入電壓轉換成3.3V輸出電壓,輸出電流可達3A。此電源上使用了一個集成電源控制器(Semtech型號SC4519)。這種控制器將一個功率管集成在電源控制器芯片中。這樣的電源非常簡單,尤其適合應用在便攜式DVD機,ADSL,機頂盒等消費類電子產品。 同前面例子一樣,對於這種簡單開關電源,在PCB排版時也應注意以下幾點: 1) 由輸入濾波電容(C3),SC4519的接地腳(GND),和D2所圍成的環路面積一定要小。這意味着C3及D2必須非常靠近SC4519。 2) 可採用分隔的功率電路接地層和控制電路接地層。連接到功率地層的元器件包括輸入插座(VIN),輸出插座(VOUT),輸入濾波電容(C3),輸出濾波電容(C2),D2,SC4519。連接到控制地層的元器件包括輸出分壓電阻(R1,R2),反饋補償電路(R3,C4,C3,),使能插座(EN),同步插座(SYNC)。 3) 在SC4519接地腳的附近加個過孔將功率電路接地層與控制信號電路接地層單點式的相連接。 圖23是該電源PCB上層排版圖。為了力便讀者理解,功率接地層和控制信號接地層分別用不同顏色來表示。在這裏輸入插座被放置在PCB的上方,而輸出插座被放置在PCB的下方.濾波電感(L1)被放在PCB左邊並靠近功率接地層,而對於噪音較敏感的反饋補償電路(R3,C4,C5)則被放存PCB右邊並靠近控制信號接地層。D2非常靠近SC4519的腳3及腳4。圖24是該電源PCB下層排版圖。輸入濾波電容(C3)被放置在PCB下層並非常靠近SC4519和功率接地層。 2.5開關電源PCB排版例3 最後討論一種多路輸出開關電源PCB排版要點。此電源有3組輸入電壓(12V,5V和3.3V),4組輸出電壓(3.3v,2.6V,1.8V,1.2V)。該電源使用了,一集成多路開關控制器(Serotech型號SC2453)。SC2453提供了4.5V~30V的寬輸入電壓範圍,兩個高達700kHz開關頻率和高達15A輸出電流,以及低至0.5V輸出電壓的同步降壓轉換器。它還提供了一個專用可調配正壓線性調節器和一個專用可調配負壓線性調節器。TSSOP-28封裝減小了所需線路板面積。 兩個異相降壓轉換器可以減小輸入電流紋波。圖25是這種多路開關電源的原理圖。其中3.3V輸出由5V輸人產生,l.2V輸出由12V輸入產生,2.6V和1.8V輸出由3.3V輸入產生。由於該電源上所有元器件都必須被放置在一個面積較小的PCB上,為此必須將電源的功率地層和控制信號地層分隔開來。參照前面幾節中討論過的要點,首先將圖25中連接到功率地層的元器件和連接到控制信號地層的元器件區分開來,然後將控制信號元器件放在信號地層上並靠近SC2453控制信號地層與功率地層通過單點相連接。這連接點通常會選擇在控制芯片的接地腳(SC2453中的腳21)。圖26詳細描述了該電源排版方式。 八、電源排版基本要點8:開關電源功率電路和控制信號電路下的元器件需要連接不同的接地層,這二個地層一般都是通過單點相連接。 結語 開關電源PCB排版的8個要點: 1、旁路瓷片電容器的電容不能太大,而它的寄生串聯電感應儘量小,多個電容並聯能改善電容的阻抗特性; 2、電感的寄生並聯電容應儘量小,電感引腳焊盤之間的距離越遠越好; 3、避免在地層上放置任何功率或信號走線; 4、高頻環路的面積應儘可能減小; 5、過孔放置不應破壞高頻電流在地層上的路徑; 6、系統板上一小同電路需要不同接地層,小同電路的接地層通過單點與電源接地層相連接; 7、控制芯片至上端和下端場效應管的驅動電路環路要儘量短; 8、開關電源功率電路和控制信號電路元器件需要連接到小同的接地層,這二個地層一般都是通過單點相連接。 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-11 關鍵詞: 開關電源 EMI PCB

  • 有圖有真相——針對特殊要求的拼板方式解讀

    出品 21ic論壇   hobbye501 網站:bbs.21ic.com 我們再硬件開發過程中,往往到了後期試產,小批量或者成品後都需要對PCB進行拼板。 很多時候我們都是發PCB文件或者Gerber文件直接給廠家,要求廠家拼板。這樣,有時候就會造成很多誤會和錯誤發生。 尤其是特殊情況的發生,比如對貼片件位置有要求,或者異性板等等。傳統的拼板方式如下:   這種是沒有特效要求的情況,只要注意最加5MM的工藝邊和MASK點就可以了! 下面這裏主要講解一下兩種特殊情況:1.元件位置需求V-CUT有的時候,我們的板子邊緣會有元器件露出,貼片的時候就要求鏤空,不能板子頂到板子了。 這時候就要求拼板的時候做V-CUT,只保留板子和板子固定的一小條即可。既不影響拼板,也不影響焊接,一舉兩得。 不過,這裏要注意,選擇合適的位置很關鍵,不能顧此失彼。 這裏我要説一下,我一般都是通過“拼板矩陣”來做拼板,用“拼板矩陣”的好處是不管你單板文件以後怎麼變更,它都會自動跟着改變,不用你重新畫板拼板了,省去不少時間和精力。 有時間,我會相信介紹下怎麼使用拼板矩陣這個利器!2.異形板拼板異形板我想我們也會經常遇到,我也是被嘉立創廠家無情拒絕了不知道多少回了,就是不給拼,非要畫30元找第三方給拼才行。我就照貓畫虎的研究了下,原來也不是那麼難。 類似這種異形板,簡直是拼板人的噩夢。。。簡單説就是挖空+V-CUT 或者是這樣打孔 就是板子和板子之間用小條連接打過孔,其他挖空,加上工藝邊,不管什麼形狀的板子,都可以連接在一起,有了小孔掰起來也輕鬆。以上就是一些特殊板的拼板方式,另外有時候我們可能有些特殊需求,比如,陰陽板,那個就簡單了,通過“拼板矩陣”簡單就實現了,下次,我會説明怎麼操作。   以上就是簡單介紹了我的常用的拼板方式。 本文系21ic論壇網友hobbye501原創 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-07 關鍵詞: 電路板 PCB

  • PCB拼版進階,你與PCB大神的距離只差這篇技術文

    出品 21ic中國電子 網 hobbye501 網站:bbs.21ic.com 上一篇介紹了PCB如何拼板,想必我們都知道了。 拼板,就是把多個單獨的板子(相互沒有連線的板子)合併成一塊板子一起投版。這樣的話可以一次生產多種板子,速度很快,而且一般價格都會比單獨PCB打樣便宜(批量)。 拼板一般使用V-Cut或者郵票孔進行連接。V割就是在板子上用V割機子在板子的上下兩面劃一刀,這樣手工就很容易搬開了。郵票孔則是使用類似郵票孔的焊盤或者過孔進行板間的連接。上篇介紹的就是針對特殊情況的V-CUT和郵票孔,這兩種方式的拼板。那我們再畫板子的時候,如何操作呢?當然少不了利器:拼板陣列。它最大的好處就是方便,不管單板PCB怎麼變化,都不用重新拼板,好貼心。       就像這樣拼一個2*5或者3*3的拼板,可以把一個PCB文件裏的圖紙通過拼板陣列直接拼板,可以任意排布比例,間距,是不是很方便?下面來詳細介紹下操作步驟吧!首先,我們要有一個完整的PCB工程,這個我們應該都知道,下篇,我會詳細介紹下,如何新建一個完整的PCB工程及輸出文檔。1.再工程裏新建一個PCB文件,名字可以任意,我一般都是配合單板PCB寫上拼板類似的字樣。 2.在新建的PCB上,點擊 Place > Embedded Board Array/Panelize。如下圖所示。 3.這時會出現一個虛擬框,不要客氣,放下就好了!雙擊之後會出現編輯區,如下 4.這裏就有意思了,我們可以設置拼板比例,板子間距,板子來源等等信息一般我都是拼板長寬不超過200MM,板和板間距一般2-5MM 看情況。 5.是不是感覺缺點啥?是的,我們要加上邊框,一般都是在機械層彙總拼板邊框。 6.畫好框之後,要標註好V-CUT喝挖空區域,如果有郵票孔要記得打上郵票孔。 另外,貼片廠一般都要求單板對稱加MASK點,雙邊加工藝邊,且工藝邊也要有定位MASK點。如圖: 最後,就是將PCB拼好的陣列板轉換成Gerber等加工圖紙文件。給到PCB加工板廠,與板廠溝通具體工藝要求和細節。 如何將不同的PCB拼在一起? 將不同的PCB拼在一起,只需要選擇某塊PCB文件,拼出陣列。然後再選擇其他的PCB文件,再拼出陣列。如下圖所示。 上面板圖就是常説的:陰陽板。就是利用了2個拼板陣列組合在一起實現的。 這裏要注意的是,對於不同的PCB拼在一起的情況,那些需要拼在一起的PCB的層數,板厚等等相關參數都需要完全一致。才能拼在一起進行加工。     簡單來説,無非就是兩個拼板陣列和在一起畫個框的事,難不倒我們的。是不是覺的,自己拼板原來也可以這麼簡單? 下一篇我會介紹如何新建一個完整的PCB工程及輸出文檔。敬請期待。。。 出品:hobbye501 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-04 關鍵詞: 拼版 PCB

  • 那些年畫電路時乾的傻事,你中了幾個?

    1、有極性的電容,原理圖和PCB把管腳搞反了? 2.電源和地忘記接了。。。。還有接反的。。。 3、連接器的線序搞反了 4、RX、TX接反了。。。 5、想當然的寫一個封裝,結果沒有這個規格的器件。百度文庫下載datasheet,結果根本買不到這個器件。 6、直接抄電路,結果器件根本買不着。 曾經一個做智能鎖的團隊,電路直接抄三星的智能鎖,結果裏面一個電容式觸摸按鍵的控制器,是韓國產的很難買到,而且沒有什麼代理和支持。純靠自己試驗和摸索。 7、選擇電容的時候,只考慮容量,沒有考慮耐壓,結果這麼大的封裝放不下滿足規格電容。 8、選擇電阻的時候,只看阻值,不看功耗。 9、畫完PCB,不看DRC報告,靠眼睛看飛線,回板後就真的飛線了。 10、封裝做反了。。。 11、散熱焊盤的阻焊層沒有處理 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-04 關鍵詞: 電路圖 PCB

  • 那些年畫電路時乾的傻事!你中了幾個?

    0 1 有極性的電容,原理圖和PCB把管腳搞反了? 0 2 電源和地忘記接了...還有接反的... 0 3 連接器的線序搞反了... 0 4 RX、TX接反了... 0 5 想當然的寫一個封裝,結果沒有這個規格的器件。百度文庫下載datasheet,結果根本買不到這個器件。 0 6 直接抄電路,結果器件根本買不着。 曾經一個做智能鎖的團隊,電路直接抄三星的智能鎖,結果裏面一個電容式觸摸按鍵的控制器,是韓國產的很難買到,而且沒有什麼代理和支持。純靠自己試驗和摸索。 0 7 選擇電容的時候,只考慮容量,沒有考慮耐壓,結果這麼大的封裝放不下滿足規格電容。 0 8 選擇電阻的時候,只看阻值,不看功耗。 0 9 畫完PCB,不看DRC報告,靠眼睛看飛線,回板後就真的飛線了。 1 0 封裝做反了... 1 1 散熱焊盤的阻焊層沒有處理... END 來源:eepw 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 成功為華為“續命:中國芯片之父張汝京 一個工程師的“噩夢”:剛分清CPU和GPU,卻發現還有…… 這位“華為天才少年”,竟然要我用“充電寶”打《只狼》 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2021-01-04 關鍵詞: 電路圖 PCB

  • 工程師必看!PCB佈線20問

    1. 高頻信號佈線時要注意哪些問題? 信號線的阻抗匹配;與其他信號線的空間隔離;對於數字高頻信號,差分線效果會更好。 2. 在布板時,如果線密,孔就可能要多,當然就會影響板子的電氣性能,怎樣提高板子的電氣性能? 對於低頻信號,過孔不要緊,高頻信號儘量減少過孔。如果線多可以考慮多層板。 3. 是不是板子上加的去耦電容越多越好? 去耦電容需要在合適的位置加合適的值。例如,在模擬器件的供電端口就需要加,並且需要用不同的電容值去濾除不同頻率的雜散信號。 4. 一個好的板子它的標準是什麼? 佈局合理、電源線功率冗餘度足夠、高頻阻抗、低頻走線簡潔。 5. 通孔和盲孔對信號的差異影響有多大?應用的原則是什麼? 採用盲孔或埋孔是提高多層板密度、減少層數和板面尺寸的有效方法,並大大減少了鍍覆通孔的數量。 但相比較而言,通孔在工藝上好實現,成本較低,所以一般設計中都使用通孔。 6. 在涉及模擬數字混合系統的時候,有人建議電層分割,地平面採取整片敷銅,也有人建議電地層都分割,不同的地在電源端點接,但是這樣對信號的迴流路徑就遠了,具體應用時應如何選擇合適的方法? 如果有高頻>20MHz信號線,並且長度和數量都比較多,那麼需要至少兩層給這個模擬高頻信號。一層信號線,一層大面積地,並且信號線層需要打足夠的過孔到地。這樣的目的是: 對於模擬信號,這提供了一個完整的傳輸介質和阻抗匹配; 地平面把模擬信號和其他數字信號進行隔離; 地迴路足夠小,因為你打了很多過孔,地又是一個大平面。 7. 在電路板中,信號輸入插件在PCB最左邊沿,MCU在靠右邊,那麼在佈局時是把穩壓電源芯片放置在源靠近接插件(電源 IC輸出5V經過一段比較長的路徑才到達MCU),還是把電源IC放置到中間偏右(電源IC的輸出5V的線到達MCU就比較短,但輸入電源段線就經過比較長一段PCB板)?或是有更好的佈局? 首先信號輸入插件是否是模擬器件?如果是模擬器件,建議電源佈局應儘量不影響到模擬部分的信號完整性。因此有幾點需要考慮: 首先穩壓電源芯片是否是比較乾淨,紋波小的電源?模擬部分的供電,對電源的要求比較高; 模擬部分和MCU是否是一個電源,在高精度電路的設計中,建議把模擬部分和數字部分的電源分開; 對數字部分的供電需要考慮到儘量減小對模擬電路部分的影響。 8. 在高速信號鏈的應用中,對於多ASIC都存在模擬地和數字地,究竟是採用地分割,還是不分割地?既有準則是什麼?哪種效果更好? 迄今為止沒有定論。一般情況下可以查閲芯片的手冊。ADI所有混合芯片的手冊中都是推薦你一種接地的方案,有些是推薦共地、有些是建議隔離地,這取決於芯片設計。 9. 何時要考慮線的等長?如果要考慮使用等長線的話,兩根信號線之間的長度之差最大不能超過多少?如何計算? 差分線計算思路:如果傳一個正弦信號,長度差等於它傳輸波長的一半,相位差就是180度,這時兩個信號就完全抵消了。所以這時的長度差是最大值。以此類推,信號線差值一定要小於這個值。 10. 高速中的蛇形走線,適合在哪種情況?有什麼缺點沒?比如對於差分走線,又要求兩組信號是正交的。 蛇形走線,因為應用場合不同而具有不同的作用:如果蛇形走線在計算機板中出現,其主要起到一個濾波電感和阻抗匹配的作用,用於提高電路的抗干擾能力。計算機主機板中的蛇形走線,主要用在一些時鐘信號中,如PCI-Clk、AGPCIK、IDE、DIMM等信號線。 若在一般普通PCB板中,除了具有濾波電感的作用外,還可作為收音機天線的電感線圈等等。如2.4G的對講機中就用作電感。 對一些信號佈線長度要求必須嚴格等長,高速數字PCB板的等線長是為了使各信號的延遲差保持在一個範圍內,保證系統在同一週期內讀取的數據的有效性(延遲差超過一個時鐘週期時會錯讀下一週期的數據)。如INTELHUB架構中的HUBLink,一共13根,使用233MHz的頻率,要求必須嚴格等長,以消除時滯造成的隱患,繞線是惟一的解決辦法。一般要求延遲差不超過1/4時鐘週期,單位長度的線延遲差也是固定的,延遲跟線寬、線長、銅厚、板層結構有關,但線過長會增大分佈電容和分佈電感,使信號質量有所下降。所以時鐘 IC引腳一般都接端接,但蛇形走線並非起電感的作用。相反地,電感會使信號中的上升沿中的高次諧波相移,造成信號質量惡化,所以要求蛇形線間距最少是線寬的兩倍。信號的上升時間越小,就越易受分佈電容和分佈電感的影響。 蛇形走線在某些特殊的電路中起到一個分佈參數的LC濾波器的作用。 11. 在設計PCB時,如何考慮電磁兼容性EMC/EMI,具體需要考慮哪些方面?採取哪些措施? EMI/EMC設計必須一開始佈局時就要考慮到器件的位置,PCB疊層的安排,重要聯機的走法, 器件的選擇等。例如時鐘發生器的位置儘量不要靠近對外的連接器,高速信號儘量走內層並注意特性阻抗匹配與參考層的連續以減少反射,器件所推的信號之斜率(slew rate)儘量小以降低高頻成分,選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻率響應是否符合需求以降低電源層噪聲。另外,注意高頻信號電流之迴流路徑使其迴路面積儘量小(也就是迴路阻抗loop impedance儘量小)以減少輻射。還可以用分割地層的方式以控制高頻噪聲的範圍。 最後,適當的選擇PCB與外殼的接地點(chassis ground)。 12. 請問射頻寬帶電路PCB的傳輸線設計有何需要注意的地方?傳輸線的地孔如何設置比較合適,阻抗匹配是需要自己設計還是要和PCB加工廠家合作? 這個問題要考慮很多因素。比如PCB材料的各種參數,根據這些參數最後建立的傳輸線模型,器件的參數等。阻抗匹配一般要根據廠家提供的資料來設計。 13. 在模擬電路和數字電路並存的時候,如一半是FPGA或單片機數字電路部分,另一半是DAC和相關放大器的模擬電路部分。各種電壓值的電源較多,遇到數模雙方電路都要用到的電壓值的電源,是否可以用共同的電源,在佈線和磁珠佈置上有什麼技巧? 一般不建議這樣使用,這樣使用會比較複雜,也很難調試。 14. 在進行高速多層PCB設計時,關於電阻電容等器件的封裝的選擇的,主要依據是什麼?常用哪些封裝,能否舉幾個例子。 0402是手機常用;0603是一般高速信號的模塊常用;依據是封裝越小寄生參數越小,當然不同廠家的相同封裝在高頻性能上有很大差異。建議你在關鍵的位置使用高頻專用元件。 15. 一般在設計中雙面板是先走信號線還是先走地線? 這個要綜合考慮。在首先考慮佈局的情況下,考慮走線。 16. 在進行高速多層PCB設計時,最應該注意的問題是什麼?能否做詳細説明問題的解決方案。 最應該注意的是設計,就是信號線、電源線、地、控制線這些你是如何劃分在每個層的。一般的原則是模擬信號和模擬信號地至少要保證單獨的一層。電源也建議用單獨一層。 17. 請問具體何時用2層板,4層板,6層板?在技術上有沒有嚴格的限制(除去體積原因)?是以CPU的頻率為準還是其和外部器件數據交互的頻率為準? 採用多層板首先可以提供完整的地平面,另外可以提供更多的信號層,方便走線。對於CPU要去控制外部存儲器件的應用,應以交互的頻率為考慮,如果頻率較高,完整的地平面是一定要保證的,此外信號線最好要保持等長。 18. PCB佈線對模擬信號傳輸的影響如何分析,如何區分信號傳輸過程中引入的噪聲是佈線導致還是運放器件導致? 這個很難區分,只能通過PCB佈線來儘量避免佈線引入額外噪聲。 19. 對高速多層PCB來説,電源線、地線與信號線的線寬設置為多少是合適的,常用設置是怎樣的,能舉例説明嗎?例如工作頻率在300Mhz的時候該怎麼設置? 300MHz的信號一定要做阻抗仿真計算出線寬和線和地的距離;電源線需要根據電流的大小決定線寬,在混合信號PCB的時候一般就不用"線"來表示地了,而是用整個平面,這樣才能保證迴路電阻最小,並且信號線下面有一個完整的平面。 20. 怎樣的佈局才能達到最好的散熱效果? PCB中熱量的來源主要有三個方面:電子元器件的發熱;PCB本身的發熱;其它部分傳來的熱。 在這三個熱源中,元器件的發熱量最大,是主要熱源,其次是PCB板產生的熱,外部傳入的熱量取決於系統的總體熱設計,暫時不做考慮。 那麼熱設計的目的是採取適當的措施和方法降低元器件的温度和PCB板的温度,使系統在合適的温度下正常工作。主要是通過減小發熱,和加快散熱來實現。 END 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 資深工程師分享7種常見二極管應用電路解析 34個動控制原理圖,老電工看了都説好! 學EMC避不開的10大經典問題 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-31 關鍵詞: 電路板 PCB

  • 從22個方向全方位講電源PCB布板與EMC的關係

     説起開關電源的難點問題,PCB布板問題不算很大難點,但若是要布出一個精良PCB板一定是開關電源的難點之一(PCB設計不好,可能會導致無論怎麼調試參數都調試布出來的情況,這麼説並非危言聳聽)原因是PCB布板時考慮的因素還是很多的,如:電氣性能,工藝路線,安規要求,EMC影響等等;考慮的因素之中電氣是最基本的,但是EMC又是最難摸透的,很多項目的進展瓶頸就在於EMC問題;下面從二十二個方向給大家分享下PCB布板與EMC。 分享點:熟透電路方可從容進行PCB設計之EMI電路 有的產品EMC很難在源頭上去處理的,可以採用磁環濾波,當然我這裏説的磁環有二個層面的意思,一方面是輸入輸出端的濾波電感,採用不同材質磁環,不同匝數會有對應的效果,還有一方面意思是直接在輸入輸出線上套磁環,有時能起到妙用,但不是在所有場合都能用,起碼還是能作為判斷依據;                                  上圖藍色和黑色線是輸出正負端,上面套了個磁環,解決了輸出整流管引起的高頻端超出;有些時候端口的干擾在PCB板上加濾波器未必有效果,在輸出線上放磁環就有想不到的效果。分享點十五:PCB走線之關鍵信號                         注意: 1.CS信號(採樣信號):從採樣電阻R25,R26拉出,注意IC的地線以採樣電阻為基準,採樣電阻的正負差分走線拉倒IC CS腳以及IC 的GND腳。 2.驅動信號從驅動電路拉倒IC驅動引腳,注意不要干擾到CS腳;如圖走線三根線並排走,並且將地線走在驅動先和CS線中間起到一定屏蔽作用; 3.雙面板最好將IC一層鋪地屏蔽,鋪地的網絡一定要從IC GND引出,非關鍵信號GND可直接打過孔,關鍵信號地需要單點接地,直接接IC; 4.FB反饋網絡信號注意查分走線並且單點接IC; 5.RCD吸收網絡不要放在主迴路; 6.VCC的整流濾波地需要接主功率地,二級濾波可接IC 地; 7.Y電容走線單獨接,不可與主功率混淆,避免干擾;  分享點:主功率及控制部分地接線示意圖                     可能很多人看到此圖,雲裏霧裏的,大致介紹下: 1.PFC的驅動和IC共地接PFC管,更具體點是接採樣電阻的地; 2.DC-DC部分的驅動地和控制地接DC開關管部分的採樣地; 3.輔助源部分控制地接輔助源MOS管採樣第,MOS管地再接主功率地; 4.各自IC的供電地通過輔助源EC濾波接IC地,注意RC濾波靠近IC; 總結:注意好各自的單點接地,地線不亂,是走線最重要的地方之一!!!分享點十七:電磁場屏蔽機理分析                         如圖對照:輸入和輸出的電場干擾可以通過電容傳輸耦合,若增加屏蔽板,則增加了C4的大小,並且C1也會減小,對電場干擾起到衰減的目的;圖二:磁場屏蔽原理                                           如圖:磁場屏蔽的特點和磁場不一樣,需要外殼屏蔽,電場只需要平面屏蔽板,故散熱器屏蔽帶來的是電場屏蔽,有的採用外殼封閉式電源則起到了一定磁場屏蔽; 磁場屏蔽原理,磁場通過屏蔽罩會改變磁路,導致磁力線向周圍擴散,中間磁場干擾達到屏蔽目的;分享點十八:開關器件與EMC            開關器件哪些參數對EMC有重要影響,我們常説快管,慢管是以什麼作為參照的呢?我們都知道快管開通損耗小,為了做高效率都喜歡用,但是為了EMC順利通過,不得不捨棄效率,降低開關速度來減弱開關輻射;           對於MOS管,開通速度是由驅動電阻與輸入結電容決定的;關斷速度是由輸出結電容與管子內阻決定;                                                       參照以上兩圖,是不同型號的MOS管,對比下輸入結電容和輸出結電容,2400PF與6800PF;780PF與2200PF;一看就知道第一個規格是快管,第二個是慢管,這時候決定開關速度還要與驅動電阻匹配;常規情況驅動電阻在10R-150R比較多,選取驅動電阻與結電容有關,針對快板驅動電阻可適當增大,慢管驅動電阻可適當減小;         對於二極管,有肖特基二極管,快回復二極管,普通二極管,還有一種用的比較少的SIC二極管,開關速度SIC二極管幾乎為零,等於是沒有反向恢復,開關輻射最小,並且損耗也最小,唯一的缺點就是價格昂貴,故很少用;其次就是肖特基二極管,正向壓降低,反向恢復時間短,依次是快回復和普通二極管;需要在損耗和EMC之間折中;一般可採取改吸收以及套磁珠等措施整改EMC;分享點十九:EMC之濾波器                              濾波器的架構選擇對濾波器的影響很重要,在不同場合,濾波器是根據阻抗匹配來達到濾波效果,大家可根據此圖的原則參考選取如何濾波;比如最常用的輸出整流橋後採用π型濾波以及輸出端採用LC濾波器;                                               濾波器的材質對設計濾波電感也是至關重要,採用不同初始磁導率的材質會在不同頻率段起作用,選錯材質就完全失去應有的效果;分享點二十:EMC之反激高頻等效模型分析                                        先從最簡單的模型理解EMC:           EMC的路徑,當然空間輻射是跟環路有關,環路也是路徑構造成的;分析出反激高頻等效模型,幫助理解EMC形成的機理;我們的測試接收設備會從L,N端接收傳導,為了減小接收的干擾,就必須讓干擾通過地迴路流通而不從L,N端口流向接收設備;這時候我們的EMI電感以及Y電容通過阻抗匹配就可以實現;另外原邊的干擾可以通過原副邊Y電容,變壓器雜散電容以及大地耦合到副邊,形成更多的迴路;當然一些結電容參數,如MOS管結電容,散熱器結電容也能構成流通路徑; 分享點二十一:輻射的形式以及頻率分佈                                     這個圖可能有些抽象,不過正好EMC是很難做到具體,需要給到我們一些啓示,可知:差模輻射是以環路的形式存在,而共模輻射是以天線的形式發射;因此正好印證前面説我們布板的時候開關環路的佈局以及走線的時候不要走鋭角,常規走45度,最好是圓弧走線,當然走線效率會比較低;         這些原理基礎知識理解得好,對實際處理EMC工作以及布板很有用那個,如果沒這種意識,可能毫無用處,因為提供不了直接方法,需要與其他知識想結合;         而且這裏提的很多原理東西,在很多EMC資料中是看不到的,而且也沒這麼集中,需要反覆體會!                                           如圖:一些頻率端與開關電源產生部位的關係,這只是一般規律,不要完全相信;既是規律又不能盡信是為什麼?規律並不是在所有情況下成立,不同電源的差異也很大,所以原理是幫你分析,而不是按照方法去硬套;分享點二十二:EMC實例                                                                                         根據傳導實例,頻率的分佈點關鍵是具體的數據與基頻之間的關係,這個測試完後,需要揣測這些數值的規律,可能能發現什麼蛛絲馬跡;當然對於這些頻率如何通過濾波器去解決的手段前面也説過了;         這裏是給大家補充一些似乎很神祕的EMC它是怎麼來的,感覺不再神祕,而不只是稀裏糊塗的採用濾波器解決了問題! END 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 資深工程師分享7種常見二極管應用電路解析 34個動控制原理圖,老電工看了都説好! 學EMC避不開的10大經典問題 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-31 關鍵詞: EMC PCB

  • 這些PCB佈局佈線規則,你瞭解多少?

    元器件佈局的10條規則 遵照“先大後小,先難後易”的佈置原則,即重要的單元電路、核心元器件應當優先佈局。 佈局中應參考原理框圖,根據單板的主信號流向規律安排主要元器件。 元器件的排列要便於調試和維修,亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元、器件周圍要有足夠的空間。 相同結構電路部分,儘可能採用“對稱式”標準佈局,按照均勻分佈、重心平衡、版面美觀的標準優化佈局。 同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性 分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致,便於生產和檢驗。 發熱元件要一般應均勻分佈,以利於單板和整機的散熱,除温度檢測元件以外的温度敏感器件應遠離發熱量大的元器件。 佈局應儘量滿足以下要求:總的連線儘可能短,關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流,低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分。 去耦電容的佈局要儘量靠近IC的電源管腳,並使之與電源和地之間形成的迴路最短。 元件佈局時,應適當考慮使用同一種電源的器件儘量放在一起, 以便於將來的電源分隔。 佈線 1 佈線優先次序 鍵信號線優先:摸擬小信號、高速信號、時鐘信號和同步信號等關鍵信號優先佈線。 密度優先原則:從單板上連接關係最複雜的器件着手佈線。從單板上連線 最密集的區域開始佈線。 注意點: 儘量為時鐘信號、高頻信號、敏感信號等關鍵信號提供專門的佈線層,並保證其最小的迴路面積。必要時應採取手工優先佈線、屏蔽和加大安全間距等方法。保證信號質量。 電源層和地層之間的EMC環境較差,應避免佈置對干擾敏感的信號。 有阻抗控制要求的網絡應儘量按線長線寬要求佈線。 2 四種具體走線方式 1 )時鐘的佈線: 時鐘線是對EMC 影響最大的因素之一。在時鐘線上應少打過孔,儘量避免和其它信號線並行走線,且應遠離一般信號線,避免對信號線的干擾。同時應避開板上的電源部分,以防止電源和時鐘互相干擾。 如果板上有專門的時鐘發生芯片,其下方不可走線,應在其下方鋪銅,必要時還可以對其專門割地。對於很多芯片都有參考的晶體振盪器,這些晶振下方也不應走線,要鋪銅隔離。 2)直角走線: 直角走線一般是PCB佈線中要求儘量避免的情況,也幾乎成為衡量佈線好壞的標準之一,那麼直角走線究竟會對信號傳輸產生多大的影響呢? 從原理上説,直角走線會使傳輸線的線寬發生變化,造成阻抗的不連續。其實不光是直角走線,頓角,鋭角走線都可能會造成阻抗變化的情況。 直角走線的對信號的影響就是主要體現在三個方面: 拐角可以等效為傳輸線上的容性負載,減緩上升時間;阻抗不連續會造成信號的反射;直角尖端產生的EMI。 3)差分走線: 差分信號(Differential Signal)在高速電路設計中的應用越來越廣泛,電路中最關鍵的信號往往都要採用差分結構設計。 定義:通俗地説,就是驅動端發送兩個等值、反相的信號,接收端通過比較這兩個電壓的差值來判斷邏輯狀態“0”還是“1”。而承載差分信號的那一對走線就稱為差分走線。 差分信號和普通的單端信號走線相比,最明顯的優勢體現在以下三個方面: 抗干擾能力強,因為兩根差分走線之間的耦合很好,當外界存在噪聲干擾時,幾乎是同時被耦合到兩條線上,而接收端關心的只是兩信號的差值,所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。 能有效抑制EMI,同樣的道理,由於兩根信號的極性相反,他們對外輻射的電磁場可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。 時序定位精確,由於差分信號的開關變化是位於兩個信號的交點,而不像普通單端信號依靠高低兩個閾值電壓判斷,因而受工藝,温度的影響小,能降低時序上的誤差,同時也更適合於低幅度信號的電路。 目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指這種小振幅差分信號技術。 對於PCB工程師來説,最關注的還是如何確保在實際走線中能完全發揮差分走線的這些優勢。也許只要是接觸過Layout的人都會了解差分走線的一般要求,那就是“等長、等距”。 等長是為了保證兩個差分信號時刻保持相反極性,減少共模分量;等距則主要是為了保證兩者差分阻抗一致,減少反射。“儘量靠近原則”有時候也是差分走線的要求之一。 4)蛇形線: 蛇形線是Layout中經常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調節延時,滿足系統時序設計要求。 設計者首先要有這樣的認識:蛇形線會破壞信號質量,改變傳輸延時,佈線時要儘量避免使用。 但實際設計中,為了保證信號有足夠的保持時間,或者減小同組信號之間的時間偏移,往往不得不故意進行繞線。 注意點: 成對出現的差分信號線,一般平行走線,儘量少打過孔,必須打孔時,應兩線一同打孔,以做到阻抗匹配。 相同屬性的一組總線,應儘量並排走線,做到儘量等長。從貼片焊盤引出的過孔儘量離焊盤遠些。 3 佈線常用規則 1)走線的方向控制規則: 即相鄰層的走線方向成正交結構。避免將不同的信號線在相鄰層走成同一方向,以減少不必要的層間竄擾;當由於板結構限制(如某些背板)難以避免出現該情況,特別是信號速率較高時,應考慮用地平面隔離各佈線層,用地信號線隔離各信號線。 2)走線的開環檢查規則: 一般不允許出現一端浮空的佈線(Dangling Line), 主要是為了避免產生"天線效應",減少不必要的干擾輻射和接受,否則可能帶來不可預知的結果。 3)阻抗匹配檢查規則: 同一網絡的佈線寬度應保持一致,線寬的變化會造成線路特性阻抗的不均勻,當傳輸的速度較高時會產生反射,在設計中應該儘量避免這種情況。 在某些條件下,如接插件引出線,BGA封裝的引出線類似的結構時,可能無法避免線寬的變化,應該儘量減少中間不一致部分的有效長度。 4)走線長度控制規則: 即短線規則,在設計時應該儘量讓佈線長度儘量短,以減少由於走線過長帶來的干擾問題,特別是一些重要信號線,如時鐘線,務必將其振盪器放在離器件很近的地方。 對驅動多個器件的情況,應根據具體情況決定採用何種網絡拓撲結構。 5)倒角規則: PCB設計中應避免產生鋭角和直角, 產生不必要的輻射,同時工藝性能也不好。 6)器件去耦規則: 在印製版上增加必要的去耦電容,濾除電源上的干擾信號,使電源信號穩定。 在多層板中,對去耦電容的位置一般要求不太高,但對雙層板,去藕電容的佈局及電源的佈線方式將直接影響到整個系統的穩定性,有時甚至關係到設計的成敗。 在雙層板設計中,一般應該使電流先經過濾波電容濾波再供器件使用。 在高速電路設計中,能否正確地使用去耦電容,關係到整個板的穩定性。 7)器件佈局分區/分層規則: 主要是為了防止不同工作頻率的模塊之間的互相干擾,同時儘量縮短高頻部分的佈線長度。 對混合電路,也有將模擬與數字電路分別佈置在印製板的兩面,分別使用不同的層佈線,中間用地層隔離的方式。 8)地線迴路規則: 環路最小規則,即信號線與其迴路構成的環面積要儘可能小,環面積越小,對外的輻射越少,接收外界的干擾也越小。 9)電源與地線層的完整性規則: 對於導通孔密集的區域,要注意避免孔在電源和地層的挖空區域相互連接,形成對平面層的分割,從而破壞平面層的完整性,並進而導致信號線在地層的迴路面積增大。 10)3W規則: 為了減少線間串擾,應保證線間距足夠大,當線中心間距不少於3倍線寬時,則可保持70%的電場不互相干擾,稱為3W規則。如要達到98%的電場不互相干擾,可使用10W的間距。 11)屏蔽保護 對應地線迴路規則,實際上也是為了儘量減小信號的迴路面積,多見於一些比較重要的信號,如時鐘信號,同步信號。 對一些特別重要,頻率特別高的信號,應該考慮採用銅軸電纜屏蔽結構設計,即將所佈的線上下左右用地線隔離,而且還要考慮好如何有效的讓屏蔽地與實際地平面有效結合。 12)走線終結網絡規則: 在高速數字電路中, 當PCB佈線的延遲時間大於信號上升時間(或下降時間) 的1/4時,該佈線即可以看成傳輸線,為了保證信號的輸入和輸出阻抗與傳輸線的阻抗正確匹配,可以採用多種形式的匹配方法, 所選擇的匹配方法與網絡的連接方式和佈線的拓樸結構有關。 對於點對點(一個輸出對應一個輸入) 連接, 可以選擇始端串聯匹配或終端並聯匹配。前者結構簡單,成本低,但延遲較大。後者匹配效果好,但結構複雜,成本較高。 對於點對多點(一個輸出對應多個輸出) 連接, 當網絡的拓樸結構為菊花鏈時,應選擇終端並聯匹配。當網絡為星型結構時,可以參考點對點結構。 星形和菊花鏈為兩種基本的拓撲結構, 其他結構可看成基本結構的變形, 可採取一些靈活措施進行匹配。 在實際操作中要兼顧成本、 功耗和性能等因素, 一般不追求完全匹配,只要將失配引起的反射等干擾限制在可接受的範圍即可。 13)走線閉環檢查規則: 防止信號線在不同層間形成自環。在多層板設計中容易發生此類問題, 自環將引起輻射干擾。 14)走線的分枝長度控制規則: 儘量控制分枝的長度,一般的要求是Tdelay<=Trise/20。 15)走線的諧振規則: 主要針對高頻信號設計而言, 即佈線長度不得與其波長成整數倍關係, 以免產生諧振現象。 16)孤立銅區控制規則: 孤立銅區的出現, 將帶來一些不可預知的問題, 因此將孤立銅區與別的信號相接, 有助於改善信號質量,通常是將孤立銅區接地或刪除。 在實際的製作中, PCB廠家將一些板的空置部分增加了一些銅箔,這主要是為了方便印製板加工,同時對防止印製板翹曲也有一定的作用。 17)重疊電源與地線層規則: 不同電源層在空間上要避免重疊。主要是為了減少不同電源之間的干擾, 特別是一些電壓相差很大的電源之間, 電源平面的重疊問題一定要設法避免, 難以避免時可考慮中間隔地層。 18)20H規則: 由於電源層與地層之間的電場是變化的, 在板的邊緣會向外輻射電磁干擾。稱為邊沿效應。 解決的辦法是將電源層內縮, 使得電場只在接地層的範圍內傳導。以一個H(電源和地之間的介質厚度)為單位,若內縮20H則可以將70%的電場限制在接地層邊沿內;內縮100H則可以將98%的電場限制在內。 4 其他 對於單雙層板電源線應儘量粗而短。電源線和地線的寬度要求可以根據1mm的線寬最大對應1A 的電流來計算,電源和地構成的環路儘量小。 為了防止電源線較長時,電源線上的耦合雜訊直接進入負載器件,應在進入每個器件之前,先對電源去藕。且為了防止它們彼此間的相互干擾,對每個負載的電源獨立去藕,並做到先濾波再進入負載。 END 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 資深工程師分享7種常見二極管應用電路解析 34個動控制原理圖,老電工看了都説好! 學EMC避不開的10大經典問題 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-30 關鍵詞: 元器件 PCB

  • 作為PCB工程師,你需要了解這幾個設計指南

    在開始新設計時,因為將大部分時間都花在了電路設計和元件的選擇上,在PCB佈局佈線階段往往會因為經驗不足,考慮不夠周全。 如果沒有為PCB佈局佈線階段的設計提供充足的時間和精力,可能會導致設計從數字領域轉化為物理現實的時候,在製造階段出現問題,或者在功能方面產生缺陷。 那麼設計一個在紙上和物理形式上都真實可靠的電路板的關鍵是什麼?讓我們探討設計一個可製造,功能可靠的PCB時需要了解的前6個PCB設計指南。 01 微調您的元件佈置 PCB佈局過程的元件放置階段既是科學又是藝術,需要對電路板上可用的主要元器件進行戰略性考慮。雖然這個過程可能具有挑戰性,但您放置電子元件的方式將決定您的電路板的製造難易程度,以及它如何滿足您的原始設計要求。 雖然存在元件放置的常規通用順序,如按順序依次放置連接器,印刷電路板的安裝器件,電源電路,精密電路,關鍵電路等,但也有一些具體的指導方針需要牢記,包括: 取向 - 確保將相似的元件定位在相同的方向上,這將有助於實現高效且無差錯的焊接過程。 佈置 - 避免將較小元件放置在較大元件的後面,這樣小元件有可能受大元件焊接的影響而產生裝貼問題。 組織 - 建議將所有表面貼裝(SMT)元件放置在電路板的同一側,並將所有通孔(TH)元件放置在電路板頂部,以儘量減少組裝步驟。 最後還要注意的一條PCB設計指南 - 即當使用混合技術元件(通孔和表面貼裝元件)時,製造商可能需要額外的工藝來組裝電路板,這將增加您的總體成本。 良好的芯片元件方向(左)和不良的芯片元件方向(右) 良好的元件佈置(左)和不良元件佈置(右) 02 合適放置電源,接地和信號走線 放置元件後,接下來可以放置電源,接地和信號走線,以確保您的信號具有乾淨無故障的通行路徑。在佈局過程的這個階段,請記住以下一些準則: ▶ 1)定位電源和接地平面層 始終建議將電源和接地平面層置於電路板內部,同時保持對稱和居中。這有助於防止您的電路板彎曲,這也關係到您的元件是否正確定位。 對於給IC供電,建議為每路電源使用公共通道,確保有堅固並且穩定的走線寬度,並且避免元件到元件之間的菊花鏈式電源連接。 ▶ 2)信號線走線連接 接下來,按照原理圖中的設計情況連接信號線。建議在元件之間始終採取儘可能短的路徑和直接的路徑走線。 如果您的元件需要毫無偏差地固定放置在水平方向,那麼建議在電路板的元件出線的地方基本上水平走線,而出線之後再進行垂直走線。 這樣在焊接的時候隨着焊料的遷徙,元件會固定在水平方向。如下圖上半部分所示。而下圖下半部分的信號走線方式,在焊接的時候隨着焊料的流動,有可能會造成元件的偏轉。 建議的佈線方式 (箭頭指示焊料流動方向) 不建議的佈線方式 (箭頭指示焊料流動方向)  ▶ 3)定義網絡寬度 您的設計可能需要不同的網絡,這些網絡將承載各種電流,這將決定所需的網絡寬度。考慮到這一基本要求,建議為低電流模擬和數字信號提供0.010’’(10mil)寬度。當您的線路電流超過0.3安培時,它應該進行加寬。這裏有一個免費的線路寬度計算器,使這個換算過程變得簡單。 03 有效隔離 您可能已經體驗到電源電路中的大電壓和電流尖峯如何幹擾您的低壓電流的控制電路。要儘量減少此類干擾問題,請遵循以下準則: 隔離 - 確保每路電源都保持電源地和控制地分開。如果您必須將它們在PCB中連接在一起,請確保它儘可能地靠近電源路徑的末端。 佈置 - 如果您已在中間層放置了地平面,請確保放置一個小阻抗路徑,以降低任何電源電路干擾的風險,並幫助保護您的控制信號。可以遵循相同的準則,以保持您的數字和模擬的分開。 耦合 - 為了減少由於放置了大的地平面以及在其上方和下方走線的電容耦合,請嘗試僅通過模擬信號線路交叉模擬地。 元件隔離示例(數字和模擬) 04 解決熱量問題 您是否曾因熱量問題而導致電路性能的降低甚至電路板損壞?由於沒有考慮散熱,出現過很多問題困擾許多設計者。這裏有一些指導要記住,以幫助解決散熱問題: ▶ 1)識別麻煩的元件  第一步是開始考慮哪些元件會耗散電路板上的最多熱量。這可以通過首先在元件的數據表中找到“熱阻”等級,然後按照建議的指導方針來轉移產生的熱量來實現。當然,可以添加散熱器和冷卻風扇以保持元件温度下降,並且還要記住使關鍵元件遠離任何高熱源。 ▶ 2)添加熱風焊盤  添加熱風焊盤對於生產可製造的電路板非常有用,它們對於高銅含量元件和多層電路板上的波峯焊接應用至關重要。由於難以保持工藝温度,因此始終建議在通孔元件上使用熱風焊盤,以便通過減慢元件管腳處的散熱速率,使焊接過程儘可能簡單。 作為一般準則,始終對連接到地平面或電源平面的任何通孔或過孔使用熱風焊盤方式連接。除了熱風焊盤外,您還可以在焊盤連接線的位置添加淚滴,以提供額外的銅箔/金屬支撐。這將有助於減少機械應力和熱應力。 典型的熱風焊盤連接方式 05 熱風焊盤科普 許多工廠內負責製程(Process)或是SMT技術的工程師經常會碰到電路板元件發生空焊(solder empty)、假焊(de-wetting)或冷焊(cold solder)等等這類焊不上錫(non-wetting)的不良問題,不論製程條件怎麼改或是迴流焊的爐温再怎麼調,就是有一定焊不上錫的比率。這究竟是怎麼回事? 撇開元件及電路板氧化的問題,究其根因後發現有很大部分這類的焊接不良其實都來自於電路板的佈線(layout)設計缺失,而最常見的就是在元件的某幾個焊腳上連接到了大面積的銅皮,造成這些元件焊腳經過迴流焊後發生焊接不良,有些手焊元件也可能因為相似情形而造成假焊或包焊的問題,有些甚至因為加熱過久而把元件給焊壞掉。 一般PCB在電路設計時經常需要鋪設大面積的銅箔來當作電源(Vcc、Vdd或Vss)與接地(GND,Ground)之用。這些大面積的銅箔一般會直接連接到一些控制電路(IC)及電子元件的管腳。 不幸的是如果我們想要將這些大面積的銅箔加熱到融錫的温度時,比起獨立的焊墊通常需要花比較多的時間(就是加熱會比較慢),而且散熱也比較快。當這樣大面積的銅箔佈線一端連接在小電阻、小電容這類 小元器件,而另一端不是時,就容易因為融錫及凝固的時間不一致而發生焊接問題;如果迴流焊的温度曲線又調得不好,預熱時間不足時,這些連接在大片銅箔的元件焊腳就容易因為達不到融錫温度而造成虛焊的問題。 人工焊接(Hand Soldering)時,這些連接在大片銅箔的元件焊腳則會因為散熱太快,而無法在規定時間內完成焊接。最常見到的不良現象就是包焊、虛焊,焊錫只有焊在元件的焊腳上而沒有連接到電路板的焊盤。從外觀看起來,整個焊點會形成一個球狀;更甚者,作業員為了要把焊腳焊上電路板而不斷調高烙鐵的温度,或是加熱過久,以致造成元件超過耐熱温度而毀損而不自知。如下圖所示。 包焊、冷焊或虛焊 既然知道了問題點就可以有解決的方法,一般我們都會要求採用所謂Thermal Relief pad(熱風焊墊)設計來解決這類因為大片銅箔連接元件焊腳所造成的焊接問題。如下圖所示,左邊的佈線沒有采用熱風焊盤,而右邊的佈線則已經採用了熱風焊盤的連接方式,可以看到焊盤與大片銅箔的接觸面積只剩下幾條細小的線路,這樣就可以大大限制焊墊上温度的流失,達到較佳的焊接效果。 採用Thermal Relief pad(熱風焊墊)對比 06 檢查您的工作 當您馬不停蹄地哼哧哼哧地將所有的部分組合在一起進行製造時,很容易在設計項目結束時才發現問題,不堪重負。因此,在此階段對您的設計工作進行雙重和三重檢查可能意味着製造是成功還是失敗。 為了幫助完成質量控制過程,我們始終建議您從電氣規則檢查(ERC)和設計規則檢查(DRC)開始,以驗證您的設計是否完全滿足所有的規則及約束。使用這兩個系統,您可以輕鬆進行間隙寬度,線寬,常見製造設置,高速要求和短路等等方面的檢查。 當您的ERC和DRC產生無差錯的結果時,建議您檢查每個信號的佈線情況,從原理圖到PCB,一次檢查一條信號線的方式仔細確認您沒有遺漏任何信息。另外,使用您的設計工具的探測和屏蔽功能,以確保您的PCB佈局材料與您的原理圖相匹配。 仔細檢查您的設計,PCB和約束規則 結 語 當您有了這個 - 我們的PCB設計師都需要知道的前5個PCB設計指南,通過遵循這些建議,您將很快就能夠得心應手地設計出功能強大且可製造的電路板,並擁有真正優質的印刷電路板。 良好的PCB設計實踐對於成功至關重要,這些設計規則為構建和鞏固所有設計實踐中持續改進的實踐經驗奠定了基礎。 END 來源:Altium 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 資深工程師分享7種常見二極管應用電路解析 34個動控制原理圖,老電工看了都説好! 學EMC避不開的10大經典問題 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-27 關鍵詞: 電路板 PCB

  • DIY | 電路與藝術相結合

    來源 | 凡億PCB 你以為搞電路只是一門技術嗎? 當然不是 電路也可 是 一門藝術! 免責聲明:本文部分素材來源網絡,版權歸原作者所有。如涉及作品版權問題,請與我聯繫刪除。 ------------ END ------------ 關注

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 電子電路 PCB

  • 防止PCB會過期,以及過期後的處理辦法

    編排 | strongerHuang 微信公眾號 | 嵌入式專欄 你知道“ 為什麼PCB過期超過保存期限後一定要先烘烤才能SMT過回焊爐 ”嗎?  PCB烘烤的主要目的在去濕除潮,除去PCB內含或從外界吸收的水氣,因為有些PCB本身所使用的材質就容易形成水分子。  另外,PCB生產出來擺放一段時間後也有機會吸收到環境中的水氣,而水則是造成PCB爆板(popcorn)或分層(delamination)的主要兇手之一。 因為當PCB放置於温度超過100℃的環境下,比如回焊爐、波焊爐、熱風平整或手焊等製程時,水就會變成水蒸氣,然後快速膨脹其體積。  當加熱於PCB的速度越快,水蒸氣膨脹也會越快; 當温度越高,則水蒸氣的體積也就越大;當水蒸氣無法即時從PCB內逃逸出來,就很有機會撐脹PCB。  尤其PCB的Z方向最為脆弱,有些時候可能會將PCB的層與層之間的導通孔(via)拉斷,有時則可能造成PCB的層間分離,更嚴重的連PCB外表都可以看得到起泡、膨脹、爆板等現象;  有時候就算PCB外表看不到以上的現象,但其實已經內傷,隨着時間過去反而會造成電器產品的功能不穩定,或發生CAF等問題,終至造成產品失效。 PCB爆板的真因剖析與防止對策 PCB烘烤的程序其實還蠻麻煩的,烘烤時必須將原本的包裝拆除後才能放入烤箱中,然後要用超過100℃的温度來烘烤,但是温度又不能太高,免得烘烤期間水蒸氣過度膨脹反而把PCB給撐爆。  一般業界 對於PCB烘烤的温度大多設定在120±5℃的條件,以確保水氣真的可以從PCB本體內消除後,才能上SMT線打板過回焊爐焊接。  烘烤時間則隨着PCB的厚度與尺寸大小而有所不同,而且對於比較薄或是尺寸比較大的PCB還得在烘烤後用重物壓着板子,這是為了要降低或避免PCB在烘烤後冷卻期間因為應力釋放而導致PCB彎曲變形的慘劇發生。  因為PCB一旦變形彎曲,在SMT印刷錫膏時就會出現偏移或是厚薄不均的問題,連帶的會造成後面回焊時大量的焊接短路或是空焊等不良發生。 PCB烘烤的條件設定 目前,業界一般對於PCB烘烤的條件與時間設定如下: 1、PCB於製造日期2個月內且密封良好,拆封後放置於有温度與濕度控制的環境(≦30℃/60%RH,依據IPC-1601)下超過5天者,上線前需以120±5℃烘烤1個小時。 2、PCB存放超過製造日期2~6個月,上線前需以120±5℃烘烤2個小時。 3、PCB存放超過製造日期6~12個月,上線前需以120±5℃烘烤4個小時。 4、PCB存放超過製造日期12個月以上,基本上不建議使用,因為多層板的膠合力可是會隨着時間而老化的,日後可能會發生產品功能不穩等品質問題,增加市場返修的機率,而且生產的過程還有爆板及吃錫不良等風險。如果不得使用,建議要先以120±5℃烘烤6個小時,大量產前先試印錫膏投產幾片確定沒有焊錫性問題才繼續生產。 另一個不建議使用存放過久的PCB是因為其表面處理也會隨着時間流逝而漸漸失效,以ENIG來説,業界的保存期限為12個月,過了這個時效,視其沉金層的厚度而定,厚度如果較薄者,其鎳層可能會因為擴散作用而出現在金層並形成氧化,影響信賴度,不可不慎。 5、所有烘烤完成的PCB必須在5天內使用完畢,未加工完畢的PCB上線前必須重新以120±5℃再烘烤1個小時。 PCB烘烤時的堆疊方式 1、 大尺寸PCB烘烤 時 ,採用平放堆疊式擺放,建議一疊最多數量建議不可超過30片,烘烤完成10鍾內需打開烤箱取出PCB並平放使其冷卻,烘烤後需壓防板彎治具 。大尺寸PCB不建議直立式烘烤,容易板彎。 2、 中小型PCB烘烤時 ,可以採用平放堆疊式擺放,一疊最多數量建議不可超過40片,也可以採直立式,數量不限,烘烤完成10分鐘內需打開烤箱取出PCB平放使其冷卻,烘烤後需壓防板彎治具。 PCB烘烤時的注意事項 1、 烘烤温度不可以超過PCB的Tg點 ,一般要求不可以超過125℃。早期某些含鉛的PCB的Tg點比較低,現在無鉛PCB的Tg大多在150℃以上。 2、 烘烤後的PCB要儘快使用完畢 ,如果未使用完畢應儘早重新真空包裝。如果暴露於車間時間過久,則必須重新烘烤。 3、 烤箱記得要加裝抽風乾燥設備 ,否則烤出來的水蒸氣反而會留存在烤箱內增加其相對濕度,不利PCB除濕。  4、以品質觀點來看,使用越是新鮮的PCB焊錫過爐後的品質就越好,過期的PCB即使拿去烘烤後才使用還是會有一定的品質風險。 對PCB烘烤的建議 1、建議只要使用105±5℃的温度來烘烤PCB就好了,因為水的沸點是100℃,只要超過其沸點,水就會變成水蒸氣。因為PCB內含的水分子不會太多,所以並不需要太高的温度來增加其氣化的速度。 温度太高或氣化速度太快反而容易使得水蒸氣快速膨脹,對品質其實不利,尤其對多層板及有埋孔的PCB, 105℃剛剛好高於水的沸點,温度又不會太高,可以除濕又可以降低氧化的風險 。況且現在的烤箱温度控制的能力已經比以前提升不少。 2、PCB是否需要烘烤,應該要看其包裝是否受潮,也就是要觀察其真空包裝內的 HIC (Humidity Indicator Card,濕度指示卡) 是否已經顯示受潮, 如果包裝良好,HIC沒有指示受潮其實是可以直接上線不用烘烤的。 3、 PCB烘烤時建議採用「直立式」且有間隔來烘烤 ,因為這樣才能起到熱空氣對流最大效果,而且水氣也比較容易從PCB內被烤出來。但是對於大尺寸的PCB可能得考慮直立式是否會造成板彎變形問題。 4、PCB烘烤後建議放置於乾燥處並使其快速冷卻,最好還要在板子的上頭壓上「防板彎治具」,因為一般物體從高熱狀態到冷卻的過程反而容易吸收水氣,但是快速冷卻又可能引起板彎,這要取得一個平衡。 PCB烘烤的缺點及需要考慮的事項 1、烘烤會加速PCB表面鍍層的氧化,而且越高温度烘烤越久越不利。  2、 不建議對OSP表面處理的板子做高温烘烤,因為OSP薄膜會因為高温而降解或失效。 如果不得不做烘烤,建議使用105±5℃的温度烘烤,不得超過2個小時,烘烤後建議24小時內用完。  3、 烘烤可能對IMC生成產生影響,尤其是對HASL(噴錫)、ImSn(化學錫、浸鍍錫)表面處理的板子 ,因為其IMC層(銅錫化合物)其實早在PCB階段就已經生成,也就是在PCB焊錫前已生成,烘烤反而會增加這層已生成IMC的厚度,造成信賴性問題。 參考資料: //www.eet-china.com 免責聲明:本文部分素材來源網絡,版權歸原作者所有。如涉及作品版權問題,請與我聯繫刪除。 ------------ END ------------ 關注

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 PCB

  • 砰的一聲,實驗室又炸雞了

    本文來自頭條的喝枸杞論電子,並由芯片之家整理得到授權發佈。 經瞭解,示波器原來的2芯(去掉接地插片)電源線被別人拿走了,王工就隨便拔了旁邊測温儀的3芯電源線接在示波器上用。 接下來的問題是,為什麼用3芯帶接地的電源線(如下圖)會炸雞呢? 這兩個地的區別為,一個是發電廠的大地,一個是實驗室這個建築的大地。理論上從電位差上來説,可以認為3芯插頭最上面的插片是和零線等同的(實際可能會根據不同負荷由3-10幾伏的電壓差)現在請記住這個判斷結果。下圖簡單畫了個同事用示波器測量板子的示意圖。 上圖,交流電正半周時,電流流向無異常,市電通過示波器的接地探頭回流到零線,接下來再看看,交流電的負半周時電流流向,如下圖: 再加上王工的這塊板子上的保險管被焊錫絲給短接了,所以出現了上面説的炸雞現象。 因為接地的斷開,兩個Y電容的中點會帶有110V的電壓,因此當人觸摸到示波器的金屬部分會有瞬間被放電的感覺。 而且如果這樣做的話,觸摸到示波器的金屬部分會有觸電風險,因為示波器的地線夾和示波器的金屬部分是相連的,一旦地線夾夾在待測電路板上的熱地,示波器的金屬部分同樣會帶電。 也就是説,此時被測設備如果不是隔離的,那麼電流會通過示波器探頭GND流向大地,造成板子或者示波器的損壞。 不是合理的做法應急正確的做法還是 -END- | 整理文章為傳播相關技術,版權歸原作者所有 | 往期好文合集 狀態機思路在嵌入式開發中的應用詳解  單片機數字濾波算法如何實現?(附代碼)  乾貨 | 深度剖析C語言的main函數 若覺得文章不錯,,也是我們繼續更新的動力。 包括但不限於: 在公眾號內回覆「更多資源」,即可免費獲取,期待你的關注~   免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 PCB

  • 華為天才少年,竟然要我用充電寶打遊戲!

    邊策 蕭簫 發自 凹非寺 量子位 報道 | 公眾號 QbitAI 他來了他來了,熟悉的B站硬核UP主、“棧溢出”工程師稚暉君,帶着他全新的作品又來了! 這次,他打造了一款超級酷炫的充電寶。 不僅自帶8000毫安電量,還能直接外接PS4打《只狼》,高分辨低延遲: 給樹莓派充電的同時,還能充當它的顯示屏: 熟悉稚暉君的同學都知道,自9月初以來,他在B站“沉寂”了將近3個月的時間。 期間除了偶爾冒個泡以外,稚暉君並沒有搞出大動靜來。 事實上,“硬磕”充電寶可能只是他工作生活的一小部分。 現在的稚暉君(本名彭志輝),已經加入了“華為天才少年計劃”。 任正非去年提出這項計劃時説: “今年我們將從全世界招進20-30名天才少年,明年我們還想從世界範圍招進200-300名。這些天才少年就像‘泥鰍’一樣,鑽活我們的組織,激活我們的隊伍。” 華為天才計劃對申請者具有很高的要求:國際頂刊論文發表數量及引用量豐富者;研究方向有出色及豐富的商業化成果;有知名賽事名次者優先。 天才少年”的招聘流程非常嚴格,一般需要經歷7輪左右流程,最終還要通過華為總裁的面試。 通過該計劃招入華為的“天才”們,年薪100萬起步。 在這期間,稚暉君還和微軟中國CTO韋青吃了個飯。 目前已經是華為AI架構師的稚暉君,本碩就讀於電子科技大學,並於2017年開始在B站上更新各種項目。 能夠加入“華為天才少年計劃”,也是他自身實力的一種證明。 那麼就來看看,這次稚暉君帶來的集顯示與充電於一身的外接屏幕,究竟有多硬核? 自帶充電寶的外接屏幕 這是一塊支持PD充電、自帶1080p顯示屏的充電寶。背面則是用Java寫的Hello World程序,看起來極客味十足。 看似簡單的硬件,製造過程中卻有種種困難。 首先,稚暉君考慮到通用性,選擇用HDMI接口作為視頻信號輸入。但是安裝在充電寶上的卻是一個手機顯示器。 這種小顯示器基本都是MIPI接口,這種接口專門為手機設備優化,有着高速低功耗的趨勢。但是它不能用HDMI直接驅動。 因此,需要一個HDMI轉MIPI的硬件模塊。 在一個YouTube大佬用FPGA驅動iPhone 4屏幕的啓發下,稚暉君設計了ASIC專用的IC方案來驅動充電寶上的5.5英寸顯示屏,並在GitHub上開源了PCB設計和軟件驅動。 最終驅動的效果如下: 為了讓輸入視頻不僅有畫面還有聲音,他在電路上加入了一個iPhone 6s的拆機喇叭。 至此顯示部分已經完工。 而充電寶充電放電線路已經有了成熟的解決方案。 接下來就是常規的“秀設備”階段:用CNC雕刻機制造小型亞克力中框和麪板的加工,用的是迴流焊將所有元器件焊在PCB板上。 裝備齊全,訓練有素。 所以,就算稚暉君開源了整個充電寶的軟硬件,但如果沒有和大佬一樣的設備,想復刻一個還真不是件容易的事。 視頻發佈當天,他真的開源了所有技術細節,短短3天時間收穫1.2k星。 樹莓派“最強輔助”,集顯示充電一體 這個外接屏幕最便捷的地方,莫過於少了根電源線,還多了個充電寶功能。 無論哪個功能,都很能打,甚至還有“集成效果”。 先來看看屏幕,第一性能自然是高分辨率。1080p的外接屏,甚至連視頻錄製時間都能看清:週日上午3點43分…… 延遲效果也非常不錯,外接打《只狼》沒問題,人物的動作幾乎和手柄操作同步(2倍速效果)。 至於色彩和可視角等參數,也都比較理想。 要是説,上述性能與選擇的手機屏幕型號有關,那麼下面這些,就完全是外接屏自己的功能了:從便攜的HDMI顯示器、開發板到相機,尋常外接屏幕可以實現的功能,它都能夠實現。 還可以集成到機箱內部,當個內置屏幕。 而在充電寶功能上,性能同樣非常理想。 據稚暉君介紹,這是個8000毫安的充電寶,C口支持18W的快充輸入,A口支持18W的PD快充輸出。C口快充時,屏幕上會顯示藍色指示燈;A口則可以用來給其他常規設備充電。 當然,這一充電寶內置温度傳感器,如果充電寶過熱,就會實現自動斷電功能。(所以不會出現爆炸場面) 最後,也是最精彩的集成功能:在使用開發板時,這一外接屏幕不僅能自供電,還能同時給開發板供電,簡直是樹莓派玩家的福音。 由於HDMI會給屏幕提供一定電力,所以整個顯示器實際上耗電極低,據稚暉君稱,理論上這一屏幕能持續使用一週以上的時間。 有關稚暉君 稚暉君2018年畢業於電子科技大學,之後進入OPPO算法崗工作。他一直熱愛硬件開發,在期間一直更新着硬件DIY視頻,受到眾多網友追捧。 當然,他也逃不過國內眾多科技公司的目光。 在1024程序員節發佈的視頻中,稚暉君透露他曾收到頭條、拼多多、優必選等科技公司拋來的橄欖枝,也拿到了一些外企的Offer。 最終他選擇了嚮往的華為。 未來的工作壓力會讓他斷更嗎?稚暉君承諾他還有“兩個肝”,會繼續給大家肝出新視頻。 另外他計劃推出一期關於程序員職業發展的視頻,分享自己的經歷。 項目地址: //github.com/peng-zhihui/PocketLCD 參考鏈接: //www.bilibili.com/video/BV17D4y1X7AT //display.ofweek.com/2020-08/ART-8321308-8120-30450796.html //www.pengzhihui.xyz/about/ — 完 — 本文系網易新聞•網易號特色內容激勵計劃簽約賬號【四方a集運倉電話】原創內容,未經賬號授權,禁止隨意轉載。 往期好文合集 90後馬來西亞女孩闖華為  在印度8年的華為工程師,有很多話想説。  研究生,該學單片機還是PLC? 若覺得文章不錯,,也是我們繼續更新的動力。 包括但不限於: 在公眾號內回覆「更多資源」,即可免費獲取,期待你的關注~   免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 充電寶 PCB

  • 砰的一聲,實驗室又炸機了!

    上午在實驗室幹活,正焊着板子,只聽隔壁桌砰的一聲,然後就見同事王工一臉的恐慌加懵逼,他正在用示波器測試板子,板子一上電,示波器的探頭給炸了,“怎麼會炸呢?”,板子明明沒問題啊,簡單詢問了下,他正在用示波器探頭測量市電整流後的310V電壓,看了下示波器的電源線是3芯帶接地的電源線。 經瞭解,示波器原來的2芯(去掉接地插片)電源線被別人拿走了,王工就隨便拔了旁邊測温儀的3芯電源線接在示波器上用。 而實驗室的插座都是已經良好接地的,這導致了剛才的炸雞事件。 接下來的問題是,為什麼用3芯帶接地的電源線(如下圖)會炸雞呢? 大家都知道,上圖中,普通國標插頭的最上面一個插片是接地線,是接大地的。而市電的零線實際上在發電廠端也是接大地的。 這兩個地的區別為,一個是發電廠的大地,一個是實驗室這個建築的大地。理論上從電位差上來説,可以認為3芯插頭最上面的插片是和零線等同的(實際可能會根據不同負荷由3-10幾伏的電壓差)現在請記住這個判斷結果。下圖簡單畫了個同事用示波器測量板子的示意圖。 那麼示波器按圖中接入待測電路的後,發生了什麼呢?因為3芯電源線最上面的插片是接零線的,當探頭接入待測電路後,交流電的正半周時,電流流向如下圖: 上圖,交流電正半周時,電流流向無異常,市電通過示波器的接地探頭回流到零線,接下來再看看,交流電的負半周時電流流向,如下圖: 因為3芯電源線最上面的插片是同零線等電位的,可以據此畫出上圖的交流電負半周的電流流向,可以看出,市電火零線被短路了,火零線之間只有一個二極管的阻抗。 再加上王工的這塊板子上的保險管被焊錫絲給短接了,所以出現了上面説的炸雞現象。 為了避免這個問題,我們可以用隔離變壓器供電,或者將電源線的接地線給拔掉,但這樣做可能會有以下問題,示波器的金屬部分一般都是和3芯線接地線相連的,當你把3芯線的接地插片給斷開後,如下圖: 因為接地的斷開,兩個Y電容的中點會帶有110V的電壓,因此當人觸摸到示波器的金屬部分會有瞬間被放電的感覺。 最好的方法是使用高壓差分探頭,前提是不差錢。而且上電測量前,如果不瞭解電路的話,最好用萬用表測量下待測電路的地和示波器探頭的地之間有沒有電壓差,如果測量結果不為零,則不能用示波器的地線直接夾在待測電路板上的地。 而且如果這樣做的話,觸摸到示波器的金屬部分會有觸電風險,因為示波器的地線夾和示波器的金屬部分是相連的,一旦地線夾夾在待測電路板上的熱地,示波器的金屬部分同樣會帶電。 交流電源的零線是在變電所接地的,而示波器的探頭和家裏三叉插座的保護地是連通的,家裏的保護地也是連接的大地,大地相當於一個大導體。 也就是説,示波器的探頭的GND是通過大地連接到遠端變電所的零線的。 此時被測設備如果不是隔離的,那麼電流會通過示波器探頭GND流向大地,造成板子或者示波器的損壞。 通過以上圖片就能知道為什麼把示波器插頭的保護地引腳拔出就不會燒板子了。但是這樣不是合理的做法,只能用於應急。 正確的做法還是被測設備用隔離變壓器隔離。 作者:喝枸杞論電子 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 PCB

  • PCB上10A的電流需要走多寬的線?需要幾個過孔?

    轉自 | 記得誠電子設計 還記得上大學時,參加飛思卡爾智能車比賽,做的一塊板子,因為電源走線過細,導致一上電線直接燒斷了,只能外部飛線代替。 上班了,公司的PCB一般都是6層、8層、10層,擺件密,空間非常有限,有時候為了能走粗一點,不斷的壓縮空間;有時候空間實在不夠,在layout的淫威下,只能酌情降低走線寬度。 按照經驗,一般1A的電流需要走1mm的寬度,那是不是10A就得走10mm寬? PCB空間足夠,當然可以這麼走,某些情況下而且大電流走線越粗越好。但是在多層PCB中,空間有限的情況下,10mm可能根本就走不下去。 ▉ 基礎知識 PCB銅箔的厚度是以OZ為單位,1OZ意思是重量1OZ的銅均勻平鋪在1平方英尺(FT2)的面積上所達到的厚度,1OZ=35um=0.035mm。 一般PCB銅厚有三個尺寸,0.5OZ、1OZ和2OZ,主要用在消費類和通訊類產品上,3OZ屬於厚銅,少見,主要用於大電流、高壓的電源產品上。 我們常用的多層板,一般表層銅厚為1OZ,內層銅厚為0.5OZ,具體的可以問PCB製作廠家。 ▉ 線寬的計算公式 PCB的載流能力主要和線寬、線厚(銅箔厚度)以及温升有關係,線寬越大,載流能力越強。 走線參數示意圖 國際通用PCB製作標準IPC-2221規範給出的線寬計算公式為: 其中公式中參數含義為: 1、I為容許通過的最大電流,單位為安培A; 2、0.024和0.048為修正係數,一般用K表示,內層走線,K=0.024,表層走線,K=0.048; 3、dT為最大温升,單位為攝氏度℃,常見的是10和20; 4、A為走線截面積,截面積等於銅厚乘以線寬,單位為平方mil; 根據公式即可計算出對應電流需要走多寬的線,但是計算比較麻煩,網上有很多計算工具,軟件算法也是執行IPC-2221標準規範。 ▉ ProPCB PCB設計助手計算 我在網上找了三個工具,計算出來的結果都差不多,其中兩個是一樣的。 載流10A,最大温升10℃,環境温度25℃,銅厚1OZ,走線長度10mm,計算得出的走線寬度:內層18.71mm,表層走線7.19mm,我用公式計算了一遍,結果是一樣的。 同時ProPCB設計助手也支持計算過孔數量,主要和過孔內徑、過孔銅厚有關,在這裏不做過多的敍述,公眾號後台回覆關鍵字PCB走線計算,獲取ProPCB安裝包。 今天的文章內容到這裏就結束了,希望對你有幫助,我們下一期見。 ------------ END ------------ 關注

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 PCB

  • PCB大神總結5大設計經驗! 真得很受用!

    PCB就好比電子電路的骨架和神經脈絡,在電子工程項目中起着舉足輕重的作用,但很多人對PCB設計並不瞭解或瞭解不夠。 我在大學那時候,就對電路板設計、硬件電路設計特別感興趣,也學得比較認真。當時覺得畢業後能找到一份坐在辦公室進行計算機繪圖的工作是多麼好。畢業後,也如願進入了東莞一家汽車電子公司,從事電子研發的工作,包括製作BOM表、樣機調試和PCB繪圖工作。當時2002年畢業時,還沒有PCB工程師這個工種,基本上就是什麼事情都要會一點,包括原理圖繪製、器件選型、PCB繪圖、樣板焊接、調試、BOM製作、作業指導書等,也從此走上了電子研發這條路。 01 原理圖 儘管優良的原理圖不能保證好的佈線,但是好的佈線開始於優良的原理圖。在繪製原理圖時要深思熟慮,並且必須考慮整個電路的信號流向。如果在原理圖中從左到右具有正常穩定的信號流,那麼在PCB上也應具有同樣好的信號流。在原理圖上儘可能多給出有用的信息。 因為有時候電路設計工程師不在,客户會要求我們幫助解決電路的問題,從事此工作的設計師、技術員和工程師都會非常感激,也包括我們。除了普通的參考標識符、功耗和誤差容限外,原理圖中還應該給出哪些信息呢?下面給出一些建議,可以將普通的原理圖變成一流的原理圖。加入波形、有關外殼的機械信息、印製線長度、空白區;標明哪些元件需要置於PCB上面;給出調整信息、元件取值範圍、散熱信息、控制阻抗印製線、註釋、扼要的電路動作描述……(以及其它)。 02 誰都別信 如果不是你自己設計佈線,一定要留出充裕的時間仔細檢查佈線人的設計。在這點上很小的預防抵得上一百倍的補救。不要指望佈線的人能理解你的想法。在佈線設計過程的初期你的意見和指導是最重要的。你能提供的信息越多,並且整個佈線過程中你介入的越多,結果得到的PCB就會越好。給佈線設計工程師設置一個暫定的完成點——按照你想要的佈線進展報告快速檢查。這種“閉合環路”方法可以防止佈線誤入歧途,從而將返工的可能性降至最低。 需要給佈線工程師的指示包括:電路功能的簡短描述,標明輸入和輸出位置的PCB略圖,PCB層疊信息(例如,板子有多厚,有多少層,各信號層和接地平面的詳細信息——功耗、地線、模擬信號、數字信號和RF信號);各層需要那些信號;要求重要元件的放置位置;旁路元件的確切位置;哪些印製線很重要;哪些線路需要控制阻抗印製線;哪些線路需要匹配長度;元件的尺寸;哪些印製線需要彼此遠離(或靠近);哪些線路需要彼此遠離(或靠近);哪些元器件需要彼此遠離(或靠近);哪些元器件要放在PCB的上面,哪些放在下面。永遠不要抱怨需要給別人的信息太多——太少嗎?是;太多嗎?不。 分享一條學習經驗:大約10年前,我設計一塊多層的表面貼電路板——板子的兩面都有元件。用很多螺釘將板子固定在一個鍍金的鋁製外殼中(因為有很嚴格的防震指標)。提供偏置饋通的引腳穿過板子。該引腳是通過焊接線連接到PCB上的。 這是一個很複雜的裝置。板子上的一些元件是用於測試設定(SAT)的。但是我已經明確規定了這些元件的位置。你能猜出這些元件都安裝在什麼地方嗎?對了,在板子的下面。當產品工程師和技術員不得不將整個裝置拆開,完成設定後再將它們重新組裝的時候,顯得很不高興。從那以後我再也沒有犯過這種錯誤了。 03 位置 正像在PCB中,位置決定一切。將一個電路放在PCB上的什麼位置,將其具體的電路元件安裝在什麼位置,以及其相鄰的其它電路是什麼,這一切都非常重要。 通常,輸入、輸出和電源的位置是預先確定好的,但是它們之間的電路就需要“發揮各自的創造性”了。這就是為什麼注意佈線細節將產生巨大回報的原因。從關鍵元件的位置入手,根據具體電路和整個PCB來考慮。從一開始就規定關鍵元件的位置以及信號的路徑有助於確保設計達到預期的工作目標。一次就得到正確的設計可以降低成本和壓力——也就縮短了開發週期。 另外,説點有意思的,PCB板上那些“特殊焊盤“ 第一個,淚滴焊盤 淚滴是焊盤與導線或者是導線與導孔之間的滴裝連接過度,設置淚滴的目的是在電路板受到巨大外力的衝撞時,避免導線與焊盤或者導線與導孔的接觸點斷開,另外,設置淚滴也可使PCB電路板顯得更加美觀。 teardrop的作用是避免信號線寬突然變小而造成反射,可使走線與元件焊盤之間的連接趨於平穩過渡化,解決了焊盤與走線之間的連接容易斷裂的問題。 1、焊接上,可以保護焊盤,避免多次焊接是焊盤的脱落 2、加強連接的可靠性(生產是可以避免蝕刻不均,過孔偏位出現的裂縫等) 3、平滑阻抗,減少阻抗的急劇跳變 在電路板設計中,為了讓焊盤更堅固,防止機械制板時焊盤與導線之間斷開,常在焊盤和導線之間用銅膜佈置一個過渡區,形狀像淚滴,故常稱做補淚滴( Teardrops ) 第二個,放電齒 此物被稱之為放電齒、放電間隙或者火花間隙。採用放電間隙(Sparkgaps )放電間隙是一對指向彼此相對的鋭角的三角形,指尖相距最大10mil 最小6mil 。一個三角形接地,另一個接到信號線。此三角形不是一種元件,而是由在PCB 佈線過程中使用銅箔層作出來的。這些三角形需設置在PCB 板的頂層(componentside ),且不能被防焊塗料所籠蓋。 1、在開關電源浪湧測試或者ESD測試時共模電感兩端將產生高壓,出現飛弧。若與周圍器件間距較近,可能使周圍器件損壞。因此可在其上並聯一個放電管或壓敏電阻限制其電壓,從而起到滅弧的作用。放置防雷器件效果很好但是成本比較高。 2、另一種辦法是在PCB設計時,在共模電感兩端加入放電齒,使得電感通過兩放電尖端放電,避免通過其他路徑放電,從而使得對周圍和後級器件的影響減到最小。 放電間隙不需要另外的成本,在畫pcb板時畫上去就可以了,但是需要特別留意的是此種形式的放電間隙為空氣形式的放電間隙,只能在偶有ESD 產生的環境中使用。若在經常有ESD 發生的場合中使用,則放電間隙間會因為常常的放電而在兩個三角點上產生積碳,並終極在放電間隙上造成短路,並造成信號線的永久對地短路,從而造成系統的故障。 其實,PCB設計的樂趣有很多,只有去實踐,才會有深刻體會。看到這篇文章,如果朋友們對PCB設計有任何感觸,可以在評論下方留言一起交流。 END 來源:凡億PCB 版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫刪除。 ▍ 推薦閲讀 資深工程師分享7種常見二極管應用電路解析 34個動控制原理圖,老電工看了都説好! 學EMC避不開的10大經典問題 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-25 關鍵詞: 電路板 PCB

  • PCBA板為什麼會變形

    今天公司做的幾塊樣板回來了,板卡到手一看有輕微形變,這是為什麼呢?網上找了一些資料分享給大家。 轉自:www.smt-pcba.com.cn/newsxx.asp?id=500 PCBA板在過迴流焊和波峯焊時,由於各種因素的影響PCBA板會產生變形,從而導致PCBA焊接的不良,這已成為生產人員比較頭痛的問題。接下來為大家分析PCBA板變形的原因。 1、PCBA板過爐温度 每一塊電路板都會有最大的TG值,當迴流焊的温度過高,高於電路板的最大TG值時,會造成板子的軟化,引起變形。 2、PCB板材 隨着無鉛工藝的流行,過爐的温度比有鉛要高,對板材也要求越來越高。越低TG值板材的電路板越容易在過爐時變形,但TG值越高,價格越貴。 3、PCBA板厚度 隨着電子產品朝小而薄的方向發展,電路板的厚度也越來越追求薄,電路板厚度越薄,在過迴流焊時,受高温影響更易導致板子的變形。 4、PCBA板尺寸及拼板數量 電路板在過迴流焊時,一般放置於鏈條進行傳送,兩邊的鏈條作為支撐點,電路板的尺寸過大或者拼板數量過多,都容易電路板往中間點凹陷,造成變形。 5、V-Cut的深淺 V-Cut會破壞板子結構, V-Cut在原來一大張的板材上切出溝槽來,V-Cut線過深會導致PCBA板的變形。 6、PCBA板上鋪銅面積不均 一般電路板上都會設計有大面積的銅箔來當作接地之用,有時候Vcc層也會有設計有大面積的銅箔,當這些大面積的銅箔不能均勻地分佈在同一片電路板上的時候,就會造成吸熱與散熱速度不均勻的問題,電路板當然也會熱脹冷縮,如果漲縮不能同時就會造成不同的應力而變形,這時候板子的温度如果已經達到了TG值的上限,板子就會開始軟化,造成永久的變形。 7、PCBA板上各層的連接點 如今的電路板多為多層板,裏面有很多鑽孔的連接點,這些連接點分為通孔、盲孔、埋孔點,這些連接點會限制電路板的熱脹冷縮的效果,從而導致板子的變形。以上是造成PCBA板變形的主要原因,在進行PCBA加工生產時,可對這幾個原因進行預防,可有效減少PCBA板的變形。 更多精選 如何向RT-Thread提交一個BSP? CRC校驗原來這麼簡單 基於STM32+RT-Thread的新冠肺炎疫情監控平台 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-24 關鍵詞: 電路板 PCB

  • 從此告別PCB小白,一文教你如何創建完整PCB工程及輸出文檔

    出品 21ic中國電子網  hobbye501 網站:bbs.21ic.com 對於很多小夥伴來説,新建一個PCB工程那不是很簡單的嗎?一個PCB Project 加上SCH和PCB不就好了嗎?錯,那還不完整。首先我們跟平時一樣,打開軟件,新建工程文件並添加原理圖和PCB圖。這裏要注意,新建的是項目工程,而不是單個PCB,我有時候也會搞錯。 這時候會彈出窗,有特效需求的可以選擇,沒有的話無定義默認即可!  這樣,一個工程文件就新建好了,如圖: 這裏,它是空洞的,沒有靈魂,需要我們注入 這裏標號的1,2,3,4,5,6,7,8最好是都添加。 前期可能開發的時候,只需要原理圖和PCB圖,也就是1,2。 中後期的話,後面的會很有用哦,這裏簡單先介紹一下吧 1.原理圖,顧名思義就是表示電路板上各器件之間連接原理的圖表。在方案開發等正向研究中,原理圖的作用是非常重要的,而對原理圖的把關也關乎整個項目的質量甚至生命。 2.PCB圖,就是我們最最重要的板子了。佈局,走線,都是它,對,沒錯,都是它。算是整個工程的靈魂。 3.BOM,這個也很重要,尤其是採購元器件和貼片加工焊接的時候。採購**每次都要我更新BOM,不厭其煩的。 4.佈局分佈圖,這個東西可能有些人不知道,它可是個好東西,它可以把圖紙(2D,3D)的很多信息都導出來,方便我們查看和對接。我基本上用它做層壓結構和佈局分佈。 5.元件封裝庫,就是原理圖上使用的元件的原型庫。 6.PCB封裝庫,就是PCB板子上芯片電阻電容的外型封裝庫。 這兩個庫也可以做出集成庫,方便調用。我們可以自己做元件庫或者把一些經常使用的添加到一起做封裝庫,很方便哦。一勞永逸。 7.CAM文件,一般都是輸出文件,包括Gerber和NC Drill文件,主要用於PCB廠家的制板。 8.Outout文件管理,這個東西確實很好,可以把零散的文件,資料統籌在一起一個項目裏,還是一個大神教給我的。好了,工程建好了就是開發了,主要就是原理圖的繪製,導入PCB,佈局,走線,DRC,拼板,輸出加工文件等等一些列操作。中間的操作步驟很多,也涉及到很多細節,這裏不多做説明,我會另起一篇詳細介紹的,這裏,接下來就介紹下輸出文檔這塊吧。 我是做了4個文件夾,分好類。 輸出加工文件:Gerber, NC Drill, DRC  統籌在一個文件夾下,方便輸出。 BOM,PCB,層壓結構,佈局分佈統籌再一個文件夾下,方便查看。這裏再簡單介紹下如何生成製造輸出文件Gerber,  NC Drill,吧如圖,   Gerber會有4個選擇頁,大部分默認即可,層設置這裏説明一下,外型最好用機械層,避免不必要的麻煩。 NC Drill主要是鑽孔,選好設置項默認即可。   詳細的導出步驟就不多做説明了,都是很簡單的操作。記得生產的文件壓個壓縮包,打包發給PCB廠家,就可以加工了。下一篇會詳細介紹原理圖的繪製,導入PCB,佈局,走線,DRC等等,敬請期待吧! (本文摘自21ic論壇,作者系21ic資深網友 hobbye501) 免責聲明:本文內容由21ic獲得授權後發佈,版權歸原作者所有,本平台僅提供信息存儲服務。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平台立場,如有問題,請聯繫我們,謝謝!

    時間:2020-12-24 關鍵詞: 電路板 PCB

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