pcn設計問題集第Y部分從pcb如何選材到運用等一系列問題進行總結。1、如何選擇PCB板材?選擇PCB板材必須在滿足設計需求和可量產性及成本中間取得平衡點。設計需求包含電氣和機構這兩部分。通常在設計非常高速的PCB板子(大于GHz的頻率)時這材質問題會比較重要。例如，現在常用的FR-4材質，在幾個GHz的頻率時的介質損耗(dielectric loss)會對信號衰減有很大的影響，可能就不合用。就電氣而言，要注意介電常數(dielectric constant)和介質損在所設計的頻率是否合用。2、如何避免高頻干擾?避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號電磁場的干擾，也就是所謂的串擾(Crosstalk)。可用拉大高速信號和模擬信號之間的距離，或加ground guard/shunt traces在模擬信號旁邊。還要注意數字地對模擬地的噪聲干擾。3、在高速設計中，如何解決信號的完整性問題?信號完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號源的架構和輸出阻抗(output impedance)，走線的特性阻抗，負載端的特性，走線的拓樸(topology)架構等。解決的方式是靠端接(termination)與調整走線的拓樸。

開發PCB電路板Via hole導通孔起線路互相連結導通的作用，電子行業的發展，同時也促進PCB的發展，也對印制板制作工藝和表面貼裝技術提出更高要求。PCB電路板生產廠Via hole塞孔工藝應運而生，同時應滿足下列要求：(一)導通孔內有銅即可，阻焊可塞可不塞;(二)導通孔內必須有錫鉛，有一定的厚度要求(4微米)，不得有阻焊油墨入孔，造成孔內藏錫珠;(三)導通孔必須有阻焊油墨塞孔，不透光，不得有錫圈，錫珠以及平整等要求。隨著電子產品向“輕、薄、短、小”方向發展，PCB也向高密度、高難度發展，因此出現大量SMT、BGA的PCB，而客戶在貼裝元器件時要求塞孔，主要有五個作用：(一)防止PCB過波峰焊時錫從導通孔貫穿元件面造成短路;特別是我們把過孔放在BGA焊盤上時，就必須先做塞孔，再鍍金處理，便于BGA的焊接。(二)避免助焊劑殘留在導通孔內;(三)電子廠表面貼裝以及元件裝配完成后PCB在測試機上要吸真空形成負壓才完成：(四)防止表面錫膏流入孔內造成虛焊，影響貼裝;

一、PCB沉金采用的是化學沉積的方法，通過化學氧化還原反應的方法生成一層鍍層，一般厚度較厚，是化學鎳金金層沉積方法的一種，可以達到較厚的金層。二、PCB鍍金采用的是電解的原理，也叫電鍍方式。其他金屬表面處理也多數采用的是電鍍方式。在實際產品應用中，90%的金板是沉金板，因為鍍金板焊接性差是他的致命缺點，也是導致很多公司放棄鍍金工藝的直接原因!沉金工藝在印制線路表面上沉積顏色穩定，光亮度好，鍍層平整，可焊性良好的鎳金鍍層?；究煞譃樗膫€階段：前處理(除油，微蝕，活化、后浸)，沉鎳，沉金，后處理(廢金水洗，DI水洗，烘干)。沉金厚度在0.025-0.1um間。金應用于電路板表面處理，因為金的導電性強，抗氧化性好，壽命長，而鍍金板與沉金板最根本的區別在于，鍍金是硬金(耐磨)，沉金是軟金(不耐磨)。1、沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，沉金對于金的厚度比鍍金要厚很多，沉金會呈金黃色，較鍍金來說更黃(這是區分鍍金和沉金的方法之一)，鍍金的會稍微發白(鎳的顏色)。2、沉金與鍍金所形成的晶體結構不一樣，沉金相對鍍金來說更容易焊接，不會造成焊接不良。沉金板的應力更易控制，對有邦定的產品而言，更有利于邦定的加工。同時也正因為沉金比鍍金軟，所以沉金板做金手指不耐磨(沉金板的缺點)。3、PCB沉金板只有焊盤上有鎳金，趨膚效應中信號的傳輸是在銅層不會對信號有影響。4、沉金較鍍金來說晶體結構更致密，不易產成氧化。5、隨著電路板加工精度要求越來越高，線寬、間距已經到了0.1mm以下。鍍金則容易產生金絲短路。沉金板只有焊盤上有鎳金，所以不容易產成金絲短路。6、沉金板只有焊盤上有鎳金，所以線路上的阻焊與銅層的結合更牢固。工程在作補償時不會對間距產生影響。7、對于要求較高的板子，平整度要求要好，一般就采用沉金，沉金一般不會出現組裝后的黑墊現象。沉金板的平整性與使用壽命較鍍金板要好。所以目前大多數工廠都采用了沉金工藝生產金板。但是沉金工藝比鍍金工藝成本更貴(含金量更高)，所以依然還有大量的低價產品使用鍍金工藝。

1.系統布局是否保證布線的合理或者最優，是否能保證布線的可靠進行，是否能保證電路工作的可靠性。在布局的時候需要對信號的走向以及電源和地線網絡有整體的了解和規劃。2.印制板尺寸是否與加工圖紙尺寸相符，能否符合PCB制造工藝要求、有無行為標記。這一點需要特別注意，不少PCB板的電路布局和布線都設計得很漂亮、合理，但是疏忽了定位接插件的精確定位，導致設計的電路無法和其他電路對接。3.元件在二維、三維空間上有無沖突。注意器件的實際尺寸，特別是器件的高度。在焊接免布局的元器件，高度一般不能超過3mm。4.元件布局是否疏密有序、排列整齊，是否全部布完。在元器件布局的時候，不僅要考慮信號的走向和信號的類型、需要注意或者保護的地方，同時也要考慮器件布局的整體密度，做到疏密均勻。5.需經常更換的元件能否方便地更換，插件板插入設備是否方便。應保證經常更換的元器件的更換和接插的方便和可靠。6.調整可調元件是否方便。7.熱敏元件與發熱元件之間是否有適當的距離。8.在需要散熱的地方是否裝有散熱器或者風扇，空氣流是否通暢。應注意元器件和電路板的散熱。9.信號走向是否順暢且互連最短。10.插頭、插座等與機械設計是否矛盾。11.線路的干擾問題是否有所考慮。12.電路板的機械強度和性能是否有所考慮。13.電路板布局的藝術性及其美觀性。

1)專門用于探測的測試焊盤的直徑應該不小于0.9mm 。2) 測試焊盤周圍的空間應大于0.6mm 而小于5mm 。如果元器件的高度大于6. 7mm，那么測試焊盤應置于該元器件5mm 以外。3) 在距離印制電路板邊緣3mm 以內不要放置任何元器件或測試焊盤。4) 測試焊盤應放在一個網格中2.5mm孔的中心。如果有可能，允許使用標準探針和一個更可靠的固定裝置。5) 不要依靠連接器指針的邊緣來進行焊盤測試。測試探針很容易損壞鍍金指針。6) 避免鍍通孔-印制電路板兩邊的探查。把測試頂端通過孔放到印制電路板的非元器件/焊接面上。

在基于信號完整性計算機分析的PCB設計方法中，最為核心的部分就是PCB板級信號完整性模型的建立，這是與傳統的設計方法的區別之處。SI模型的正確性將決定設計的正確性，而SI模型的可建立性則決定了這種設計方法的可行性。目前構成器件模型的方法有兩種：一種是從元器件的電學工作特性出發，把元器件看成‘黑盒子’，測量其端口的電氣特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，稱為行為級模型。這種模型的代表是IBIS模型和S參數。其優點是建模和使用簡單方便，節約資源，適用范圍廣泛，特別是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級模型是一個選擇。缺點是精度較差，一致性不能保證，受測試技術和精度的影響。另一種是以元器件的工作原理為基礎，從元器件的數學方程式出發，得到的器件模型及模型參數與器件的物理工作原理有密切的關系。SPICE 模型是這種模型中應用最廣泛的一種。其優點是精度較高，特別是隨著建模手段的發展和半導體工藝的進步和規范，人們已可以在多種級別上提供這種模型，滿足不同的精度需要。缺點是模型復雜，計算時間長。一般驅動器和接收器的模型由器件廠商提供，傳輸線的模型通常從場分析器中提取，封裝和連接器的模型即可以由場分析器提取，又可以由制造廠商提供。在電子設計中已經有多種可以用于PCB板級信號完整性分析的模型，其中最為常用的有三種，分別是SPICE、IBIS和Verilog-AMS、VHDL-AMS。