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PCB设计十大误区-绕不完的等长(二)

cathy 提交于

<strong><font color="#004a85">作者:吴均 一博科技高速先生团队队长</font> </strong>

<strong>Part 1、关于等长与等时</strong>

绕线系列的第一篇文章发完之后,就开始准备美国研讨会,然后就是长达一个月的出差。终于有时间继续这个话题了,先来看看之前大家的回复,我隐去了回复者的名字,只保留了答案:

游戏开始,大家直接回复高速先生本微信号,列举下自己做过的,或者认可的等长设计要求,之前的部分答复如下:

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…… ……

之前也提过,现在流行重要的事情说三遍:

PCB设计十大误区-绕不完的等长(一)

cathy 提交于

<strong><font color="#004a85">作者:吴均 一博科技高速先生团队队长</font> </strong>

<strong>1、关于等长</strong>

第一次听到“绕等长工程师”这个称号的时候,我和我的小伙伴们都惊呆了。每次在研讨会提起这个名词,很多人也都是会心一笑。

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不知道从什么时候起,绕等长成了一种时尚,也成了PCB设计工程师心中挥不去的痛。需要等长设计的总线越来越多,等长的规则越来越严格。5mil已经不能满足大家的目标了,精益求精的工程师们开始挑战1mil,0.5mil……还听过100%等长,没有误差的要求。

根据经验总结的PCB设计完成后需要检查的内容

cathy /

1. 检查高频、 高速、 时钟及其他脆弱信号线, 是否回路面积最小、 是否远离干扰源、 是否有多余的过孔和绕线、是否有垮地层分割区

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2. 检查晶体、 变压器、 光藕、 电源模块下面是否有信号线穿过, 应尽量避免在其下穿线,特别是晶体下面应尽量铺设接地的铜皮。

3. 检查定位孔、定位件是否与结构图一致, ICT定位孔、 SMT定位光标是否加上并符合工艺要求。

4. 检查器件的序号是否按从左至右的原则归宿无误的摆放规则,并且无丝印覆盖焊盘;检查丝印的版本号是否符合版本升级规范,并标识出。

5. 报告布线完成情况是否百分之百;是否有线头;是否有孤立的铜皮。

PCB设计与制造技术,内容总结的很全面

cathy /

PCB生产流程、PCB材料选择、PCB板厚设计、层压结构的设计、黑棕氧化技术的应用推广、各层图形及钻孔设计、外形及拼版设计、阻抗设计、PCB热设计要求。

<strong><font color="red">PCB生产流程</font> </strong>

常用的电路板加工工艺流程有如下几种:单面板工艺流程、双面板工艺流程、多层板工艺流程

<strong>单面板工艺流程</strong>

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双面板工艺流程

PCB设计当中“过孔”的设计规范

cathy /

过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。从设计的角度来看,一个过孔主要由两个部分组成,一是中间的钻孔(drill hole),二是钻孔周围的焊盘区,这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然,在高速,高密度的PCB设计时,设计者总是希望过孔越小越好,这样板上可以留有更多的布线空间,此外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀(plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜。

因此综合设计与生产,我们需要考虑以下问题:

1、全通过孔内径原则上要求0.2mm(8mil)及以上,外径的是0.4mm(16mil)以上,有困难地方必须控制在外径为0.35mm(14mil);

提示小助手:按照经验PCB常用过孔尺寸的内径和外径的大小一般遵循X*2±2mil(X表示内径大小)。比如8mil内径大小的过孔可以设计成8/14mil、8/16mil或者8/18mil;比如12mil的过孔可以设计为12/22mil、12/24mil、12/26mil;

PCB设计的ESD抑止准则,别看我长的小,用处很大

cathy /

PCB布线是ESD防护的一个关键要素,合理的PCB设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。在PCB设计中,由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD放电产生的直接电荷注入,因此PCB设计中更重要的是克服放电电流产生的电磁干扰(EMI)电磁场效应。本文将提供可以优化ESD防护的PCB设计准则。

<strong>1、电路环路 </strong>

电流通过感应进入到电路环路,这些环路是封闭的,并具有变化的磁通量。电流的幅度与环的面积成正比。较大的环路包含有较多的磁通量,因而在电路中感应出较强的电流。因此,必须减少环路面积。

最常见的环路如图1所示,由电源和地线所形成。在可能的条件下,可以采用具有电源及接地层的多层PCB设计。多层电路板不仅将电源和接地间的回路面积减到最小,而且也减小了ESD脉冲产生的高频EMI电磁场。

根据经验总结从三个方面考虑PCB的设计

cathy /

<strong>一,从电源完整性来考虑PCB的设计</strong>

<strong><font color="#004a85">1,去耦电容的布局</font> </strong>

高速PCB设计中,去耦电容起着重要的作用,它的放置位置也很重要。这是因为在电源向负载短时间供电中,电容中的存储电荷可防止电压下降,如电容放置位置不恰当可使线阻抗过大,影响供电。同时电容在器件的高速切换时可滤除高频噪声。对于去耦电容的放置,我们知道,如果位置不当的话会增大线路阻抗,降低其谐振频率同时影响供电。小容值电容去耦路径短,所以一般摆放靠近IC,否则起不到去耦效果;大容值电容去耦路径长,摆放位置相对宽松一些。所以输入电源,一般是先经过大电容,再经过小电容,再进入IC芯片。

高速PCB设计:影响信号质量的5大问题

cathy /

在高速PCB设计中,“信号”始终是工程师无法绕开的一个知识点。不管是在设计环节,还是在测试环节,信号质量都值得关注。在本文中,我们主要来了解下影响信号质量的5大问题。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-12/wen_zhang_/100060045-116814-1.j…; alt=“” width="600"></center>

根据目前工作的结论,信号质量常见的问题主要表现在五个方面:过冲,回冲,毛刺,边沿,电平。

<strong>01、过冲</strong>

电源PCB设计指南:五大方面带你深入了解~

cathy /

<strong><font color="#004a85">安规距离要求部分</font> </strong>

包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透距离。

1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。

2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。

<strong>一、爬电距离和电气间隙距离要求</strong>

1、爬电距离:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥2.5mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥5.0mm;

电气间隙:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥1.7mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥3.0mm;保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源;

2、一次侧交流对直流部分≥2.0mm;

3、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地;

4、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y电容等元器零件脚间距≤6.4mm要开槽;

5、变压器两级间≥6.4mm以上,≥8mm加强绝缘。