我們預想中的完整 PCB 通常都是規(guī)整的矩形形狀。雖然大多數(shù)設計確實是矩形的，但是很多設計都需要不規(guī)則形狀的電路板，而這類形狀往往不太容易設計。本文介紹了如何設計不規(guī)則形狀的 PCB。 如今，PCB 的尺寸在不斷縮小，而電路板中的功能也越來越多，再加上時鐘速度的提高，設計也就變得愈加復雜了。那么，讓我們來看看該如何處理形狀更為復雜的電路板。 簡單 PCI 電路板外形可以很容易地在大多數(shù) EDA [...]

解決EMI問題的辦法很多，現(xiàn)代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂層、選用合適的EMI抑制零配件和EMI仿真設計等。本文從最基本的PCB布板出發(fā)，討論PCB分層堆疊在控制EMI輻射中的作用和設計技巧。 電源匯流排 在IC的電源引腳附近合理地安置適當容量的電容，可使IC輸出電壓的跳變來得更快。然而，問題并非到此為止。由於電容呈有限頻率響應的特性，這使得電容無法在全頻帶上生成干凈地驅動IC輸出所需要的諧波功率。除此之外，電源匯流排上形成的瞬態(tài)電壓在去耦路徑的電感兩端會形成電壓降，這些瞬態(tài)電壓就是主要的共模EMI干擾源。我們應該怎么解決這些問題？ 就我們電路板上的IC而言，IC周圍的電源層可以看成是優(yōu)良的高頻電容器，它可以收集為干凈輸出提供高頻能量的分立電容器所泄漏的那部份能量。此外，優(yōu)良的電源層的電感要小，從而電感所合成的瞬態(tài)信號也小，進而降低共模EMI。當然，電源層到IC電源引腳的連線必須盡可能短，因為數(shù)位信號的上升沿越來越快，最好是直接連到IC電源引腳所在的焊盤上，這要另外討論。為了控制共模EMI，電源層要有助於去耦和具有足夠低的電感，這個電源層必須是一個設計相當好的電源層的配對。有人可能會問，好到什么程度才算好？問題的答案取決於電源的分層、層間的材料以及工作頻率（即IC上升時間的函數(shù)）。通常，電源分層的間距是6mil，夾層是FR4材料，則每平方英寸電源層的等效電容約為75pF。 顯然，層間距越小電容越大。上升時間為100到300ps的器件并不多，但是按照目前IC的發(fā)展速度，上升時間在100到300ps范圍的器件將占有很高的比例。對於100到300ps上升時間的電路，3mil層間距對大多數(shù)應用將不再適用。那時，有必要采用層間距小於1mil的分層技術，并用介電常數(shù)很高的材料代替FR4介電材料?，F(xiàn)在，陶瓷和加陶塑料可以滿足100到300ps上升時間電路的設計要求。盡管未來可能會采用新材料和新方法，但對於今天常見的1到3ns上升時間電路、3到6mil層間距和FR4介電材料，通常足夠處理高端諧波并使瞬態(tài)信號足夠低，就是說，共模EMI可以降得很低。本文給出的PCB分層堆疊設計實例將假定層間距為3到6mil。 電磁屏蔽從信號走線來看，好的分層策略應該是把所有的信號走線放在一層或若干層，這些層緊挨著電源層或接地層。對於電源，好的分層策略應該是電源層與接地層相鄰，且電源層與接地層的距離盡可能小，這就是我們所講的“分層＂策略。 PCB堆疊什么樣的堆疊策略有助於屏蔽和抑制EMI？以下分層堆疊方案假定電源電流在單一層上流動，單電壓或多電壓分布在同一層的不同部份。多電源層的情形稍后討論。 4層板 4層板設計存在若干潛在問題。首先，傳統(tǒng)的厚度為62mil的四層板，即使信號層在外層，電源和接地層在內(nèi)層，電源層與接地層的間距仍然過大。 如果成本要求是第一位的，可以考慮以下兩種傳統(tǒng)4層板的替代方案。這兩個方案都能改善EMI抑制的性能，但只適用於板上元件密度足夠低和元件周圍有足夠面積（放置所要求的電源覆銅層）的場合。第一種為首選方案，PCB的外層均為地層，中間兩層均為信號／電源層。信號層上的電源用寬線走線，這可使電源電流的路徑阻抗低，且信號微帶路徑的阻抗也低。從EMI控制的角度看，這是現(xiàn)有的最佳4層PCB結構。第二種方案的外層走電源和地，中間兩層走信號。該方案相對傳統(tǒng)4層板來說，改進要小一些，層間阻抗和傳統(tǒng)的4層板一樣欠佳。如果要控制走線阻抗，上述堆疊方案都要非常小心地將走線布置在電源和接地鋪銅島的下邊。另外，電源或地層上的鋪銅島之間應盡可能地互連在一起，以確保DC和低頻的連接性。 [...]

手機和電腦的電路板里，有金有銅。所以廢舊電路板的回收價格，可達每公斤30塊錢以上。比賣廢紙、玻璃瓶、廢鐵都要貴上不少。 單從外面看，電路板的外層主要有三種顏色：金色、銀色、淺紅色。金色最貴，銀色的便宜，淺紅色的最便宜。 從顏色上就可以看出來，硬件廠家有沒有偷工減料， 另外，電路板內(nèi)部的線路主要是純銅，如果暴露在空氣中很容易被氧化，外層必須要有上述保護層。有些人說金黃色的是銅，那是不對的。 電路板上的大面積鍍金 金色的最貴，是真正的黃金。雖然只有薄薄的一層，但也占了電路板成本的近10%。廣東和福建沿海有些地方專門收購廢舊電路板，把黃金剝下來，利潤很可觀。 之所以用黃金，有兩個目的，一是為了方便焊接，二是為了防腐蝕。 下面那張8年前的內(nèi)存條的金手指，依然是金光閃閃的，如果換做銅、鋁、鐵，早就銹的不能用了。 鍍金層大量應用在電路板的元器件焊盤、金手指、連接器彈片等位置。 如果你發(fā)現(xiàn)某些電路板上全是銀色的，那一定是偷工減料了。業(yè)內(nèi)術語叫做“costdown”。 [...]

FPC柔性印刷電路是一種在柔性切割表面上制作的電路形式，可以覆蓋或不覆蓋（通常用于保護FPC電路）。由于FPC可以各種方式彎曲，折疊或重復移動，因此它的使用越來越廣泛。 FPC的基膜通常由聚酰亞胺（聚酰亞胺，PI）制成（簡稱）和聚酯。 （滌綸，簡稱PET），材料厚度為12.5/25/50/75/125um，常用12.5和25um。如果FPC需要在高溫下焊接，則材料通常由PI制成，PCB的基板通常為FR4。 FPC的覆蓋層由電介質薄膜和膠水薄膜或柔性介質涂層制成，可防止污染，潮濕，劃痕等，主要材料與基材相同，即聚酰亞胺。胺（聚酰亞胺）和聚酯（滌綸），常用材料厚度為12.5um。 FPC設計需要將各層粘合在一起，此時需要使用FPC膠（膠粘劑）。柔性板通常用于丙烯酸，改性環(huán)氧樹脂，酚醛縮丁醛，增強塑料，壓敏粘合劑等，而單層FPC不使用膠粘劑粘合。 在許多應用中，例如焊接器件，柔性板需要加強件以獲得外部支撐。主要材料有PI或聚酯薄膜，玻璃纖維，高分子材料，鋼板，鋁板等。 PI或聚酯薄膜是柔性板增強的常用材料，厚度一般為125um。玻璃纖維（FR4）增強板的硬度高于PI或聚酯，并用于較硬的地方。 有多種方法可以處理FPC的焊盤相對于PCB焊盤的處理方式。以下是常見的： 1、化學鎳金也被稱為化學浸金或浸金。通常，PCB的銅金屬表面上使用的化學鍍鎳層的厚度為2.5um-5.0um，浸金（99.9％純金）層的厚度為0.05um-0.1um（之前為PCB）工廠工人使用替換方法替換pcb池中的金幣。技術優(yōu)勢：表面光滑，儲存時間長，易焊接;適用于細間距元件和更薄的PCB。對于FPC，它更合適，因為它更薄。缺點：不環(huán)保。 2、錫鉛電鍍優(yōu)點：可直接在焊盤上添加扁鉛錫，具有良好的可焊性和均勻性。對于某些處理過程（如HOTBAR），必須在FPC上使用此方法。缺點：鉛易氧化，儲存時間短;需要拉電鍍線;不環(huán)保。 [...]

電路板系統(tǒng)的互連包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部器件之間的三類互連。在RF設計中，互連點處的電磁特性是工程設計面臨的主要問題之一，本文介紹上述三類互連設計的各種技巧，內(nèi)容涉及器件安裝方法、布線的隔離以及減少引線電感的措施等等。 目前有跡象表明，印刷電路板設計的頻率越來越高。隨著速率的不斷增長，傳送所要求的帶寬也促使信號頻率上限達到1GHz，甚至更高。這種高頻信號技術雖然遠遠超出毫米波技術范圍(30GHz)，但的確也涉及RF和低端微波技術。 RF工程設計方法必須能夠處理在較高頻段處通常會產(chǎn)生的較強電磁場效應。這些電磁場能在相鄰信號線或PCB線上感生信號，導致令人討厭的串擾(干擾及總噪聲)，并且會損害系統(tǒng)性能?；負p主要是由阻抗失配造成，對信號產(chǎn)生的影響如加性噪聲和干擾產(chǎn)生的影響一樣。 高回損有兩種負面效應： 1、信號反射回信號源會增加系統(tǒng)噪聲，使接收機更加難以將噪聲和信號區(qū)分開來； 2、任何反射信號基本上都會使信號質量降低，因為輸入信號的形狀出現(xiàn)了變化。 盡管由于數(shù)字系統(tǒng)只處理1和0信號并具有非常好的容錯性，但是高速脈沖上升時產(chǎn)生的諧波會導致頻率越高信號越弱。盡管前向糾錯技術可以消除一些負面效應，但是系統(tǒng)的部分帶寬用于傳輸冗余，從而導致系統(tǒng)性能的降低。一個較好的解決方案是讓RF效應有助于而非有損于信號的完整性。建議數(shù)字系統(tǒng)最高頻率處(通常是較差點)的回損總值為-25dB，相當于VSWR為1.1。 PCB設計的目標是更小、更快和成本更低。對于RFPCB而言，高速信號有時會限制PCB設計的小型化。目前，解決串擾問題的主要方法是進行接地層管理，在布線之間進行間隔和降低引線電感(studcapacitance)。降低回損的主要方法是進行阻抗匹配。此方法包括對絕緣材料的有效管理以及對有源信號線和地線進行隔離，尤其在狀態(tài)發(fā)生跳變的信號線和地之間更要進行間隔。 由于互連點是電路鏈上最為薄弱的環(huán)節(jié)，在RF設計中，互連點處的電磁性質是工程設計面臨的主要問題，要考察每個互連點并解決存在的問題。電路板系統(tǒng)的互連包括芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部裝置之間信號輸入/輸出等三類互連。 一、芯片到PCB板間的互連 [...]

串擾（CrossTalk)是指PCB上不同網(wǎng)絡之間因較長的平行布線引起的相互干擾，主要是由于平行線間的分布電容和分布電感的作用?？朔當_的主要措施有： 加大平行布線的間距，遵循3W規(guī)則。 在平行線間插入接地的隔離線。 減小布線層與地平面的距離。 3W規(guī)則 為了減少線間串擾，應保證線間距足夠大，當線中心間距不少于3倍線寬時，則可保持70%的電場不互相干擾，稱為3W規(guī)則。如要達到98%的電場不互相干擾，可使用10W的間距。 實際PCB設計中，3W規(guī)則并不能完全滿足避免串擾的要求。 按實踐經(jīng)驗，如果沒有屏蔽地線的話，印制信號線之間大于lcm以上的距離才能很好地防止串擾，因此在PCB線路布線時，就需要在噪聲源信號（如時鐘走線）與非噪聲源信號線之間，及受EFTlB、ESD等干擾的“臟“線與需要保護的“干凈”線之間，不但要強制使用3W規(guī)則，而且還要進行屏蔽地線包地處理，以防止串擾的發(fā)生。 此外，為避免PCB中出現(xiàn)串擾，也應該從PCB設計和布局方面來考慮，例如： 1.根據(jù)功能分類邏輯器件系列，保持總線結構被嚴格控制。 [...]

過孔（via）是多層PCB的重要組成部分之一，鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%。 從設計的角度來看，一個過孔主要由兩個部分組成，一是中間的鉆孔（drill hole）,二是鉆孔周圍的焊盤區(qū)，這兩部分的尺寸大小決定了過孔的大小。很顯然，在高速,高密度的PCB設計時，設計者總是希望過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間，此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時帶來了成本的增加，而且過孔的尺寸不可能無限制的減小，它受到鉆孔(drill)和電鍍（plating）等工藝技術的限制：孔越小，鉆孔需花費的時間越長，也越容易偏離中心位置；且當孔的深度超過鉆孔直徑的6倍時，就無法保證孔壁能均勻鍍銅。 因此綜合設計與生產(chǎn)，我們需要考慮以下問題： 1、全通過孔內(nèi)徑原則上要求0.2mm（8mil）及以上，外徑的是0.4mm(16mil)以上，有困難地方必須控制在外徑為0.35mm(14mil)； 按照經(jīng)驗PCB常用過孔尺寸的內(nèi)徑和外徑的大小一般遵循X*2±2mil（X表示內(nèi)徑大小）。比如8mil內(nèi)徑大小的過孔可以設計成8/14mil、8/16mil或者8/18mil；比如12mil的過孔可以設計為12/22mil、12/24mil、12/26mil； 2、BGA在0.65mm及以上的設計建議不要用到埋盲孔，成本會大幅度增加。用到埋盲孔的時候一般采用一階盲孔即可（TOP層-L2層或BOTTOM-負L2），過孔內(nèi)徑一般為0.1mm（4mil），外徑為0.25mm（10mil） 3、過孔不能放置在小于0402電阻容焊盤大小的焊盤上；理論上放置在焊盤上引線電感小，但是生產(chǎn)的時候，錫膏容易進去過孔，造成錫膏不均勻造成器件立起來的現(xiàn)象（‘立碑’現(xiàn)象）。一般推薦間距為4-8mil1、過孔與過孔之間的間距不宜過近,鉆孔容易引起破孔，一般要求孔間距0.5mm及以上，0.35mm-0.4mm極力避免，0.3mm及以下禁止

漲縮產(chǎn)生的根源由材料的特性所決定，要解決軟硬結合板漲縮的問題，必須先對撓性板的材料聚酰亞胺（Polyimide）做個介紹： （1）聚酰亞胺具有優(yōu)良的散熱性能，可承受無鉛焊接高溫處理時的熱沖擊； （2）對于需要更強調訊號完整性的小型裝置，大部份設備制造商都趨向于使用撓性電路； （3）聚酰亞胺具有較高的玻璃轉移溫度與高熔點的特性，一般情況下要在350 ℃以上進行加工； （4）在有機溶解方面，聚酰亞胺不溶解于一般的有機溶劑。 撓性板材料的漲縮主要跟基體材料PI和膠有關系，也就是與PI的亞胺化有很大關系，亞胺化程度越高，漲縮的可控性就越強。 按照正常的生產(chǎn)規(guī)律，撓性板在開料后，在圖形線路形成，以及軟硬結合壓合的過程中均會產(chǎn)生不同程度的漲縮，在圖形線路蝕刻后，線路的密集程度與走向，會導致整個板面應力重新取向，最終導致板面出現(xiàn)一般規(guī)律性的漲縮變化；在軟硬結合壓合的過程中，由于表面覆蓋膜與基體材料PI的漲縮系數(shù)不一致，也會在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生一定程度的漲縮。 從本質原因上說，任何材料的漲縮都是受溫度的影響所導致的，在PCB冗長的制作過程中，材料經(jīng)過諸多 熱濕制程后，漲縮值都會有不同程度的細微變化，但就長期的實際生產(chǎn)經(jīng)驗來看，變化還是有規(guī)律的。 [...]