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  • 2020-01-03
  • 发表了主题帖: PCB叠层设计要遵从两个规矩,你都知道吗?

        总的来说叠层设计主要要遵从两个规矩:     1.每个走线层都必须有一个邻近的参考层(电源或地层);     2.邻近的主电源层和地层要保持最小间距,以提供较大的耦合电容;     下面列出从两层板到八层板的叠层来进行示例讲解:     一、单面PCB板和双面PCB板的叠层     对于两层板来说,由于板层数量少,已经不存在叠层的问题。控制EMI辐射主要从布线和布局来考虑;     单层板和双层板的电磁兼容问题越来越突出。造成这种现象的主要原因就是因信号回路面积过大,不仅产生了较强的电磁辐射,而且使电路对外界干扰敏感。要改善线路的电磁兼容性,最简单的方法是减小关键信号的回路面积。     关键信号:从电磁兼容的角度考虑,关键信号主要指产生较强辐射的信号和对外界敏感的信号。能够产生较强辐射的信号一般是周期性信号,如时钟或地址的低位信号。对干扰敏感的信号是指那些电平较低的模拟信号。     单、双层板通常使用在低于10KHz的低频模拟设计中:     1)在同一层的电源走线以辐射状走线,并最小化线的长度总和;     2)走电源、地线时,相互靠近;在关键信号线边上布一条地线,这条地线应尽量靠近信号线。这样就形成了较小的回路面积,减小差模辐射对外界干扰的敏感度。当信号线的旁边加一条地线后,就形成了一个面积最小的回路,信号电流肯定会取到这个回路,而不是其它地线路径。     3)如果是双层线路板,可以在线路板的另一面,紧靠近信号线的下面,沿着信号线布一条地线,一线尽量宽些。这样形成的回路面积等于线路板的厚度乘以信号线的长度。     二、四层板的叠层     1.SIG-GND(PWR)-PWR(GND)-SIG;2.GND-SIG(PWR)-SIG(PWR)-GND;     对于以上两种叠层设计,潜在的问题是对于传统的1.6mm(62mil)板厚。层间距将会变得很大,不仅不利于控制阻抗,层间耦合及屏蔽;特别是电源地层之间间距很大,降低了板电容,不利于滤除噪声。     对于第一种方案,通常应用于板上芯片较多的情况。这种方案可得到较好的SI性能,对于EMI性能来说并不是很好,主要要通过走线及其他细节来控制。主要注意:地层放在信号最密集的信号层的相连层,有利于吸收和抑制辐射;增大板面积,体现20H规则。     对于第二种方案,通常应用于板上芯片密度足够低和芯片周围有足够面积(放置所要求的电源覆铜层)的场合。此种方案PCB的外层均为地层,中间两层均为信号/电源层。信号层上的电源用宽线走线,这可使电源电流的路径阻抗低,且信号微带路径的阻抗也低,也可通过外层地屏蔽内层信号辐射。从EMI控制的角度看,这是现有的最佳4层PCB结构。     注意:中间两层信号、电源混合层间距要拉开,走线方向垂直,避免出现串扰;适当控制板面积,体现20H规则;如果要控制走线阻抗,上述方案要非常小心地将走线布置在电源和接地铺铜的下边。另外,电源或地层上的铺铜之间应尽可能地互连在一起,以确保DC和低频的连接性。     三、六层板的叠层     对于芯片密度较大、时钟频率较高的设计应考虑6层板的设计,推荐叠层方式:     1.SIG-GND-SIG-PWR-GND-SIG;对于这种方案,这种叠层方案可得到较好的信号完整性,信号层与接地层相邻,电源层和接地层配对,每个走线层的阻抗都可较好控制,且两个地层都是能良好的吸收磁力线。并且在电源、地层完整的情况下能为每个信号层都提供较好的回流路径。     2.GND-SIG-GND-PWR-SIG-GND;对于这种方案,该种方案只适用于器件密度不是很高的情况,这种叠层具有上面叠层的所有优点,并且这样顶层和底层的地平面比较完整,能作为一个较好的屏蔽层来使用。需要注意的是电源层要靠近非主元件面的那一层,因为底层的平面会更完整。因此,EMI性能要比第一种方案好。     小结:对于六层板的方案,电源层与地层之间的间距应尽量减小,以获得好的电源、地耦合。但62mil的板厚,层间距虽然得到减小,还是不容易把主电源与地层之间的间距控制得很小。对比第一种方案与第二种方案,第二种方案成本要大大增加。因此,我们叠层时通常选择第一种方案。设计时,遵循20H规则和镜像层规则设计。     四、八层板的叠层     1、由于差的电磁吸收能力和大的电源阻抗导致这种不是一种好的叠层方式。它的结构如下:     1.Signal1元件面、微带走线层     2.Signal2内部微带走线层,较好的走线层(X方向)     3.Ground     4.Signal3带状线走线层,较好的走线层(Y方向)     5.Signal4带状线走线层     6.Power     7.Signal5内部微带走线层     8.Signal6微带走线层     2、是第三种叠层方式的变种,由于增加了参考层,具有较好的EMI性能,各信号层的特性阻抗可以很好的控制。     1.Signal1元件面、微带走线层,好的走线层     2.Ground地层,较好的电磁波吸收能力     3.Signal2带状线走线层,好的走线层     4.Power电源层,与下面的地层构成优秀的电磁吸收5.Ground地层     6.Signal3带状线走线层,好的走线层     7.Power地层,具有较大的电源阻抗     8.Signal4微带走线层,好的走线层     3、最佳叠层方式,由于多层地参考平面的使用具有非常好的地磁吸收能力。     1.Signal1元件面、微带走线层,好的走线层     2.Ground地层,较好的电磁波吸收能力     3.Signal2带状线走线层,好的走线层     4.Power电源层,与下面的地层构成优秀的电磁吸收5.Ground地层     6.Signal3带状线走线层,好的走线层     7.Ground地层,较好的电磁波吸收能力     8.Signal4微带走线层,好的走线层     对于如何选择设计用几层板和用什么方式的叠层,要根据板上信号网络的数量,器件密度,PIN密度,信号的频率,板的大小等许多因素。对于这些因素我们要综合考虑。对于信号网络的数量越多,器件密度越大,PIN密度越大,信号的频率越高的设计应尽量采用多层板设计。为得到好的EMI性能最好保证每个信号层都有自己的参考层。

  • 2019-12-18
  • 发表了主题帖: 16种PCB焊接缺陷!它们有哪些危害?

        下面就常见的焊接缺陷、外观特点、危害、原因分析进行详细说明。     一、虚焊     1、外观特点     焊锡与元器件引线或与铜箔之间有明显黑色界线,焊锡向界线凹陷。     2、危害     不能正常工作。     3、原因分析     1)元器件引线未清洁好,未镀好锡或被氧化。     2)印制板未清洁好,喷涂的助焊剂质量不好。     二、焊料堆积     1、外观特点     焊点结构松散、白色、无光泽。     2、危害     机械强度不足,可能虚焊。     3、原因分析     1)焊料质量不好。     2)焊接温度不够。     3)焊锡未凝固时,元器件引线松动。     三、焊料过多     1、外观特点     焊料面呈凸形。     2、危害     浪费焊料,且可能包藏缺陷。     3、原因分析     焊锡撤离过迟。     四、焊料过少     1、外观特点     焊接面积小于焊盘的80%,焊料未形成平滑的过渡面。     2、危害     机械强度不足。     3、原因分析     1)焊锡流动性差或焊锡撤离过早。     2)助焊剂不足。     3)焊接时间太短。     五、松香焊     1、外观特点     焊缝中夹有松香渣。     2、危害     强度不足,导通不良,有可能时通时断。     3、原因分析     1)焊机过多或已失效。     2)焊接时间不足,加热不足。     3)表面氧化膜未去除。     六、过热     1、外观特点     焊点发白,无金属光泽,表面较粗糙。     2、危害     焊盘容易剥落,强度降低。     3、原因分析     烙铁功率过大,加热时间过长。     七、冷焊     1、外观特点     表面成豆腐渣状颗粒,有时可能有裂纹。     2、危害     强度低,导电性能不好。     3、原因分析     焊料未凝固前有抖动。     八、浸润不良     1、外观特点     焊料与焊件交界面接触过大,不平滑。     2、危害     强度低,不通或时通时断。     3、原因分析     1)焊件清理不干净。     2)助焊剂不足或质量差。     3)焊件未充分加热。     九、不对称     1、外观特点     焊锡未流满焊盘。     2、危害     强度不足。     3、原因分析     1)焊料流动性不好。     2)助焊剂不足或质量差。     3)加热不足。     十、松动     1、外观特点     导线或元器件引线可移动。     2、危害     导通不良或不导通。     3、原因分析     1)焊锡未凝固前引线移动造成空隙。     2)引线未处理好(浸润差或未浸润)。     十一、拉尖     1、外观特点     出现尖端。     2、危害     外观不佳,容易造成桥接现象。     3、原因分析     1)助焊剂过少,而加热时间过长。     2)烙铁撤离角度不当。     十二、桥接     1、外观特点     相邻导线连接。     2、危害     电气短路。     3、原因分析     1)焊锡过多。     2)烙铁撤离角度不当。     电路板焊接常见缺陷、危害、原因分析     十三、针孔     1、外观特点     目测或低倍放大器可见有孔。     2、危害     强度不足,焊点容易腐蚀。     3、原因分析     引线与焊盘孔的间隙过大。     十四、气泡     1、外观特点     引线根部有喷火式焊料隆起,内部藏有空洞。     2、危害     暂时导通,但长时间容易引起导通不良。     3、原因分析     1)引线与焊盘孔间隙大。     2)引线浸润不良。     3)双面板堵通孔焊接时间长,孔内空气膨胀。     十五、铜箔翘起     1、外观特点     铜箔从印制板上剥离。     2、危害     印制板已损坏。     3、原因分析     焊接时间太长,温度过高。     十六、剥离     1、外观特点     焊点从铜箔上剥落(不是铜箔与印制板剥离)。     2、危害     断路。     3、原因分析     焊盘上金属镀层不良。 此内容由EEWORLD论坛网友中信华原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

  • 2019-12-03
  • 发表了主题帖: PCB的插接件连接方式

        一块PCB作为整机的一个组成部分,一般不能构成一个电子产品,必然存在对外连接的问题。如PCB之间、PCB与板外元器件、PCB与设备面板之间,都需要电气连接。选用可靠性、工艺性与经济性最佳配合的连接,是PCB设计的重要内容之一。今天讨论PCB的插接件连接方式。     在比较复杂的仪器设备中,常采用插接件连接方式。这种“积木式”的结构不仅保证了产品批量生产的质量,降低了系统的成本,并为调试、维修提供了方便。当设备发生故障时,维修人员不必检查到元器件级(即检查导致故障的原因,追根溯源到具体的元器件。这项工作需要花费相当多的时间),只要判断是哪一块板不正常即可立即对其进行更换,在最短的时间内排除故障,缩短停机时间,提高设备的利用率。更换下来的线路板可以在充裕的时间内进行维修,修理好后作为备件使用。     1、标准插针连接     此方式可以用于PCB的对外连接,尤其在小型仪器中常采用插针连接。通过标准插针将两块PCB连接,两块PCB一般平行或垂直,容易实现批量生产。     2、PCB插座     此方式是从PCB边缘做出印制插头,插头部分按照插座的尺寸、接点数、接点距离、定位孔的位置等进行设计,使其与专用PCB插座相配。     在制板时,插头部分需要镀金处理,提高耐磨性能,减少接触电阻。这种方式装配简单,互换性、维修性能良好,适用于标准化大批量生产。其缺点是PCB造价提高,对PCB制造精度及工艺要求较高;可靠性稍差,常因插头部分被氧化或插座簧片老化而接触不良。为了提高对外连接的可靠性,常把同一条引出线通过线路板上同侧或两侧的接点并联引出。     PCB插座连接方式常用于多板结构的产品,插座与PCB或底板有簧片式和插针式两种。 此内容由EEWORLD论坛网友中信华原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

  • 2019-11-20
  • 发表了主题帖: 一文教你搞定PCB电镀镍工艺及故障

        作用与特性     在PCB上,镍用来作为贵金属和贱金属的衬底镀层,同时,对于一些单面印制板,镍也常用作面层。对于重负荷磨损的一些表面,如开关触点、触片或插头金,用镍来作为金的衬底镀层,可大大提高耐磨性。当用来作为阻挡层时,镍能有效地防止铜和其它金属之间的扩散。哑镍/金组合镀层常常用来作为抗蚀刻的金属镀层,而且能适应热压焊与钎焊的要求,唯独只有镍能够作为含氨类蚀刻剂的抗蚀镀层,而不需热压焊又要求镀层光亮的PCB,通常采用光镍/金镀层。镍镀层厚度一般不低于2.5微米,通常采用4-5微米。     PCB低应力镍的淀积层,通常是用改性型的瓦特镍镀液和具有降低应力作用的添加剂的一些氨基磺酸镍镀液来镀制。     我们常说的PCB镀镍有光镍和哑镍(也称低应力镍或半光亮镍),通常要求镀层均匀细致,孔隙率低,应力低,延展性好的特点。     氨基磺酸镍(氨镍)     氨基磺酸镍广泛用来作为金属化孔电镀和印制插头接触片上的衬底镀层。所获得的淀积层的内应力低、硬度高,且具有极为优越的延展性。将一种去应力剂加入镀液中,所得到的镀层将稍有一点应力。由于镀层的应力低,所以获得广泛的应用,但氨基磺酸镍稳定性差,其成本相对高。     改性的瓦特镍(硫镍)     改性瓦特镍配方,采用硫酸镍,连同加入溴化镍或氯化镍。由于内应力的原因,所以大都选用溴化镍。它可以生产出一个半光亮的、稍有一点内应力、延展性好的镀层;并且这种镀层为随后的电镀很容易活化,成本相对底。     镀液各组分的作用     主盐──氨基磺酸镍与硫酸镍为镍液中的主盐,镍盐主要是提供镀镍所需的镍金属离子并兼起着导电盐的作用。镀镍液的浓度随供应厂商不同而稍有不同,镍盐允许含量的变化较大。镍盐含量高,可以使用较高的阴极电流密度,沉积速度快,常用作高速镀厚镍。但是浓度过高将降低阴极极化,分散能力差,而且镀液的带出损失大。镍盐含量低沉积速度低,但是分散能力很好,能获得结晶细致光亮镀层。     缓冲剂──硼酸用来作为缓冲剂,使镀镍液的PH值维持在一定的范围内。实践证明,当镀镍液的PH值过低,将使阴极电流效率下降;而PH值过高时,由于H2的不断析出,使紧靠阴极表面附近液层的PH值迅速升高,导致Ni(OH)2胶体的生成,而Ni(OH)2在镀层中的夹杂,使镀层脆性增加,同时Ni(OH)2胶体在电极表面的吸附,还会造成氢气泡在电极表面的滞留,使镀层孔隙率增加。硼酸不仅有PH缓冲作用,而且他可提高阴极极化,从而改善镀液性能,减少在高电流密度下的“烧焦“现象。硼酸的存在还有利于改善镀层的机械性能。     阳极活化剂──除硫酸盐型镀镍液使用不溶性阳极外,其它类型的镀镍工艺均采用可溶性阳极。而镍阳极在通电过程中极易钝化,为了保证阳极的正常溶解,在镀液中加入一定量的阳极活化剂。通过试验发现,CI—氯离子是最好的镍阳极活化剂。在含有氯化镍的镀镍液中,氯化镍除了作为主盐和导电盐外,还起到了阳极活化剂的作用。在不含氯化镍或其含量较低的电镀镍液中,需根据实际性况添加一定量的氯化钠。溴化镍或氯化镍还常用来作去应力剂用来保持镀层的内应力,并赋与镀层具有半光亮的外观。     添加剂——添加剂的主要成份是应力消除剂,应力消除剂的加入,改善了镀液的阴极极化,降低了镀层的内应力,随着应力消除剂浓度的变化,可以使镀层内应力由张应力改变为压应力。常用的添加剂有:萘磺酸、对甲苯磺酰胺、糖精等。与没有去应力剂的镍镀层相比,镀液中加入去应力剂将会获得均匀细致并具有半光亮的镀层。通常去应力剂是按安培一小时来添加(现通用组合专用添加剂包括防针孔剂等)。     润湿剂——在电镀过程中,阴极上析出氢气是不可避免的,氢气的析出不仅降低了阴极电流效率,而且由于氢气泡在电极表面上的滞留,还将使镀层出现针孔。镀镍层的孔隙率是比较高的,为了减少或防止针孔的产生,应当向镀液中加入少量的润湿剂,如十二烷基硫酸钠、二乙基已基硫酸钠、正辛基硫酸钠等,它是一种阴离子型的表面活性物质,能吸附在阴极表面上,使电极与溶液间的界面张力降低,氢气泡在电极上的润湿接触角减小,从而使气泡容易离开电极表面,防止或减轻了镀层针孔的产生。     镀液的维护     一、温度——不同的镍工艺,所采用的镀液温度也不同。温度的变化对镀镍过程的影响比较复杂。在温度较高的镀镍液中,获得的镍镀层内应力低,延展性好,温度加致50度C时镀层的内应力达到稳定。一般操作温度维持在55--60度C。如果温度过高,将会发生镍盐水解,生成的氢氧化镍胶体使胶体氢气泡滞留,造成镀层出现针孔,同时还会降低阴极极化。所以工作温度是很严格的,应该控制在规定的范围之内,在实际工作中是根据供应商提供的最优温控值,采用常温控制器保持其工作温度的稳定性。     二、PH值——实践结果表明,镀镍电解液的PH值对镀层性能及电解液性能影响极大。在PH≤2的强酸性电镀液中,没有金属镍的沉积,只是析出轻气。一般PCB镀镍电解液的PH值维持在3—4之间。PH值较高的镀镍液具有较高的分散力和较高的阴极电流效率。但是PH过高时,由于电镀过程中阴极不断地析出轻气,使阴极表面附近镀层的PH值升高较快,当大于6时,将会有轻氧化镍胶体生成,造成氢气泡滞留,使镀层出现针孔。氢氧化镍在镀层中的夹杂,还会使镀层脆性增加。PH较低的镀镍液,阳极溶解较好,可以提高电解液中镍盐的含量,允许使用较高的电流密度,从而强化生产。但是PH过低,将使获得光亮镀层的温度范围变窄。加入碳酸镍或碱式碳酸镍,PH值增加;加入氨基磺酸或硫酸,PH值降低,在工作过程中每四小时检查调整一次PH值。     三、阳极——目前所能见到的PCB常规镀镍均采用可溶性阳极,用钛篮作为阳极内装镍角已相当普遍。其优点是其阳极面积可做得足够大且不变化,阳极保养比较简单。钛篮应装入聚丙烯材料织成的阳极袋内防止阳极泥掉入镀液中。并应定期清洗和检查孔眼是否畅通。新的阳极袋在使用前,应在沸腾的水中浸泡。     四、净化——当镀液存在有机物污染时,就应该用活性炭处理。但这种方法通常会去除一部分去应力剂(添加剂),必须加以补充。其处理工艺如下;     1、取出阳极,加除杂水5ml/l,加热(60—80度C)打气(气搅拌)2小时。     2、有机杂质多时,先加入3—5ml/lr的30%双氧水处理,气搅拌3小时。     3、将3—5g/l粉末状活性在不断搅拌下加入,继续气搅拌2小时,关搅拌静置4小时,加助滤粉使用备用槽来过滤同时清缸。     4、清洗保养阳极挂回,用镀了镍的瓦楞形铁板作阴极,在0.5—0.1安/平方分米的电流密度下进行拖缸8—12小时(当镀液存在无机物污染影响质量时,也常采用)     5、换过滤芯(一般用一组棉芯一组碳芯串联连续过滤,按周期性便换可有效延期大处理时间,提高镀液的稳定性),分析调整各参数、加入添加剂润湿剂即可试镀。     五、分析——镀液应该用工艺控制所规定的工艺规程的要点,定期分析镀液组分与赫尔槽试验,根据所得参数指导生产部门调节镀液各参数。     六、搅拌——镀镍过程与其它电镀过程一样,搅拌的目的是为了加速传质过程,以降低浓度变化,提高允许使用的电流密度上限。对镀液进行搅拌还有一个十分重要的作用,就是减少或防止镀镍层产生针孔。因为,电镀过程中,阴极表面附近的镀离子贫乏,氢气的大量析出,使PH值上升而产生氢氧化镍胶体,造成氢气泡的滞留而产生针孔。加强对留镀液的搅拌,就可以消除上述现象。常用压缩空气、阴极移动及强制循环(结合碳芯与棉芯过滤)搅拌。     七、阴极电流密度——阴极电流密度对阴极电流效率、沉积速度及镀层质量均有影响。测试结果表明,当采用PH较底的电解液镀镍时,在低电流密度区,阴极电流效率随电流密度的增加而增加;在高电流密度区,阴极电流效率与电流密度无关,而当采用较高的PH电镀液镍时,阴极电流效率与电流密度的关系不大。     与其它镀种一样,镀镍所选取的阴极电流密度范围也应视电镀液的组分、温度及搅拌条件而定,由于PCB拼板面积较大,使高电流区与低电流区的电流密度相差很大,一般采用2A/dm2为宜。     故障原因与排除     一、麻坑:麻坑是有机物污染的结果。大的麻坑通常说明有油污染。搅拌不良,就不能驱逐掉气泡,这就会形成麻坑。可以使用润湿剂来减小它的影响,我们通常把小的麻点叫针孔,处理不良、有金属什质、硼酸含量太少、镀液温度太低都会产生针孔。镀液维护及工艺控制是关键,防针孔剂应用作工艺稳定剂来补加。     二、粗糙、毛刺:粗糙就说明溶液脏,充分过滤就可纠正(PH太高易形成氢氧化物沉淀应加以控制)。电流密度太高、阳极泥及补加水不纯带入杂质,严重时都将产生粗糙及毛刺。     三、结合力低:如果铜镀层未经充分去氧化层,镀层就会出现剥落现象,铜和镍之间的附着力差。如果电流中断,那将会在中断处造成镍镀层的自身剥落,温度太低,严重时也会产生剥落。     四、镀层脆、可焊性差:当镀层受弯曲或受到某种程度的磨损时,通常会显露出镀层脆。这就表明存在有机物或重金属什质污染,添加剂过多、夹带的有机物和电镀抗蚀剂,是有机物污染的主要来源,必须用活性炭加以处理,添加济不足及PH过高也会影响镀层脆性。     五、镀层发暗和色泽不均匀:镀层发暗和色泽不均匀,就说明有金属污染。因为一般都是先镀铜后镀镍,所以带入的铜溶液是主要的污染源。重要的是,要把挂具所沾的铜溶液减少到最低程度。为了去除槽中的金属污染,尤其是去铜溶液应该用波纹钢阴极,在2~5安/平方英尺的电流密度下,每加仑溶液空镀5安培一小时。前处理不良、低镀层不良、电流密度太小、主盐浓度太低、电镀电源回路接触不良都会影响镀层色泽。     六、镀层烧伤:引起镀层烧伤的可能原因:硼酸不足,金属盐的浓度低、工作温度太低、电流密度太高、PH太高或搅拌不充分。     七、淀积速率低:PH值低或电流密度低都会造成淀积速率低。     八、镀层起泡或起皮:镀前处理不良、中间断电时间过长、有机杂质污染、电流密度过大、温度太低、PH太高或太低、杂质的影响严重时会产生起泡或起皮现象。     九、阳极钝化:阳极活化剂不足,阳极面积太小电流密度太高。

  • 2019-11-12
  • 发表了主题帖: PCB设计中焊盘的种类以及设计标准解析

        在PCB设计中,焊盘是一个非常重要的概念,PCB工程师对它一定不陌生。不过,虽然熟悉,很多工程师对焊盘的知识却是一知半解。以下将详细介绍PCB设计中焊盘的种类及设计标准。     一、焊盘种类     总的来说焊盘可以分为7大类,按照形状的区分如下:     方形焊盘——印制板上元器件大而少、且印制导线简单时多采用。在手工自制PCB时,采用这种焊盘易于实现。     圆形焊盘——广泛用于元件规则排列的单、双面印制板中。若板的密度允许,焊盘可大些,焊接时不至于脱落。     岛形焊盘——焊盘与焊盘间的连线合为一体。常用于立式不规则排列安装中。比如收录机中常采用这种焊盘。     泪滴式焊盘——当焊盘连接的走线较细时常采用,以防焊盘起皮、走线与焊盘断开。这种焊盘常用在高频电路中。     多边形焊盘——用于区别外径接近而孔径不同的焊盘,便于加工和装配。     椭圆形焊盘——这种焊盘有足够的面积增强抗剥能力,常用于双列直插式器件。     开口形焊盘——为了保证在波峰焊后,使手工补焊的焊盘孔不被焊锡封死时常用。     二、PCB设计中焊盘的形状和尺寸设计标准     1.所有焊盘单边最小不小于0.25mm,整个焊盘直径最大不大于元件孔径的3倍。     2.应尽量保证两个焊盘边缘的间距大于0.4mm。     3.在布线较密的情况下,推荐采用椭圆形与长圆形连接盘。单面板焊盘的直径或最小宽度为1.6mm;双面板的弱电线路焊盘只需孔直径加0.5mm即可,焊盘过大容易引起无必要的连焊,孔径超过1.2mm或焊盘直径超过3.0mm的焊盘应设计为菱形或梅花形焊盘。     4.对于插件式的元器件,为避免焊接时出现铜箔断现象,且单面的连接盘应用铜箔完全包覆;而双面板最小要求应补泪滴。     5.所有机插零件需沿弯脚方向设计为滴水焊盘,保证弯脚处焊点饱满。     6.大面积铜皮上的焊盘应采用菊花状焊盘,不至虚焊。如果PCB上有大面积地线和电源线区(面积超过500平方毫米),应局部开窗口或设计为网格的填充。     三、PCB制造工艺对焊盘的要求     1.贴片元器件两端没连接插装元器件的应加测试点,测试点直径等于或大于1.8mm,以便于在线测试仪测试。     2.脚间距密集的IC脚焊盘如果没有连接到手插件焊盘时需要加测试焊盘,如为贴片IC时,测试点不能置入贴片IC丝印内。测试点直径等于或大于1.8mm,以便于在线测试仪测试。     3.焊盘间距小于0.4mm的,须铺白油以减少过波峰时连焊。     4.贴片元件的两端及末端应设计有引锡,引锡的宽度推荐采用0.5mm的导线,长度一般取2、3mm为宜。     5.单面板若有手焊元件,要开走锡槽,方向与过锡方向相反,宽度视孔的大小为0.3MM到1.0MM。     6.导电橡胶按键的间距与尺寸大小应与实际的导电橡胶按键的尺寸相符,与此相接的PCB板应设计成为金手指,并规定相应的镀金厚度。     7.焊盘大小尺寸与间距要与贴片元件尺寸基本一致。

  • 2019-11-08
  • 发表了主题帖: 如何才能保证PCB的高性能设计

        随着电子、通信技术的飞速发展,今天的PCB设计面临的已经是与以往截然不同的、全新的挑战。主要表现在以下几个方面:     1、信号边缘速率越来越快,片内和片外时钟速率越来越高,现在的时钟频率不再是过去的几兆了,上百兆上千兆的时钟在单板上越来越普遍。由于芯片工艺的飞速发展,信号的边沿速率也是越来越快,目前信号的上升沿都在1ns左右。这样就会导致系统和板级SI、EMC问题更加突出;     2、电路的集成规模越来越大,I/O数越来越多,使得单板互连密度不断加大;由于功能的越来越强大,电路的集成度越来越高。芯片的加工工艺水平也越来越高。过去的DIP封装在现在的单板上几乎销声匿迹了,小间距的BGA、QFP成为芯片的主流封装。这样使得PCB设计的密度也就随之加大。     3、产品研发以及推向市场的时间不断减少,使得我们必须面临一次性设计成功的严峻挑战;时间就是成本,时间就是金钱。在电子产品这样更新换代特别快的领域,产品面世早一天,他的利润机会窗就会大很多。     4、由于PCB是产品实现的物理载体。在高速电路中,PCB质量的好坏之间关系到产品的功能和性能。同样的器件和连接,不同的PCB载体,他们的结果是不同的。     所以,现在设计的流程已经在慢慢的转变了。以前设计中逻辑功能的设计往往占了硬件开发设计的80%以上,但现在这个比例一直在下降,在目前硬件设计中逻辑功能设计方面的只占到50%,有关PCB设计部分则也占据了50%的时间。专家预计在将来的设计中,硬件的逻辑功能开销要越来越小,而开发设计规则等高速PCB设计方面的开销将达到80%甚至更高。     所有的这些只是说明,PCB设计将是现在和未来设计中的重点,也是难点。     通常,我们的PCB设计中主要关注以下几点:     1、功能的实现     2、性能的稳定     3、加工的简易     4、单板的美观     功能的实现是我们PCB的第一步。在过去的设计中由于信号边沿的速率和时钟频率比较低,只要逻辑的连接没有错误,物理连接的好坏不会影响到使用的性能。但这样的观点在现在的设计中是不使用的。有一个例子可以很好的表明这一点:     美国一家著名的影象探测系统制造商的电路板设计师们最近碰到一件奇特的事:一个7年前就已经成功设计、制造并且上市的产品,一直以来都能够非常稳定可靠地工作,而最近从生产线上下线的产品却出现了问题,产品不能正常运行。     所以,逻辑的真确连接也不能使功能真确实现。物理连接的好坏也是功能实现的主要条件。     性能的保证就靠PCB的设计了,这个观点大家都有体会。同样的逻辑连接,同样的器件,不同的PCB他们的性能测试结果就不同。好的设计不光产品稳定性高,而且可以通过各种要求苛刻的测试。但不理想的设计就不可能达到这样的效果。在一些低端产品中,很多厂家使用的芯片组是相同的,逻辑连接也是相似的。唯一的不同就是各自的PCB设计水平的高低,产品的差异性主要就是体现在PCB的设计上了。     加工的简易程度也是PCB设计好坏的一个重要指标。好的PCB设计是方便加工,维护,测试、制造的。PCB的好坏不仅和PCB加工厂家,SMT厂家的生产效率有关,还和我们测试、调试方便息息相关。     美观大方也是PCB设计的一个要素。整体的美观和大气,使人看到就觉得舒服。PCB也是一件工艺品。好的PCB会让人驻足留恋的。     PCB设计是一门综合性的学科,是质量、成本、时间等多方面相互协调的产物。在PCB设计中没有最好,只有更好。总之,高速PCB的设计是今天系统设计领域面临的严肃挑战,无论是设计方法、设计工具、还是设计队伍的构成以及工程师的设计思路,都需要积极认真地去应对。

  • 2019-10-30
  • 发表了主题帖: 铜填充过孔的用途以及如何增强PCB设计?

        如果没有过孔,PCB将无法工作。过孔是在PCB层之间传输信号的导管。在PCB生产期间,制造商会在基板上添加一层铜。这层铜不仅使迹线导电,而且还通过钻入板中的孔来连接每个PCB层。然后,制造商可以按原样保留过孔,并使用铜镀层自行传输信号。然而,为了增加容量,还可以用另一种导电材料填充过孔。     为了制造铜填充过孔,制造商用环氧树脂和铜填充过孔。额外的材料增加了电路板生产的成本,但是填充铜的过孔使PCB更适合某些应用。填充铜的过孔还具有其他导电填充物无法提供的功能。以下会介绍填充铜的过孔的主要用途以及它们如何增强PCB设计。     一、通孔填充过程     当用铜填充过孔时,制造商必须注意要在通孔中形成均匀的铜层而不会产生太厚的外层。如果使用的技术不正确,则会产生过多的铜,从而增加PCB重量或增加过多的铜,导致不符合满足规格、缺陷或成本增加。随着通孔变得比以往更小,观察这些要求对于满足严格的设计规范至关重要。     经典铜通孔填充方法涉及使用纯铜填充孔。然而,这种方法经常会形成空隙,使得污染物被渗夹在铜的中间。在未来的生产步骤中加热时,该空隙会释放出气体,产生破坏PCB铜层之间连接的孔。目前预防这一问题的策略包括在填充的过孔中留下凹槽并在通孔中形成“X”图案连接。     二、铜填充过孔的好处     具有铜填充过孔的PCB与仅具有镀铜过孔的电路板相比具有以下优点:     导热性:用铜填充过孔可提高其导热性。     在涉及高温的应用中,保持热量远离电路板可延长其使用寿命并防止缺陷。     铜的高导热性会吸引这种热量,使其远离PCB的关键区域。     导电性:填充铜的过孔也适用于需要强电流从电路板一侧传导到另一侧的应用。     铜的导电性允许大电流穿过更深的层而不会使PCB过载。     由于这种能力,设计人员经常要求在PCB上使用铜填充过孔,这些过孔能够承受较高的电压。     三、填充过孔与电镀过孔的应用     虽然采用铜填充过孔的PCB增加了容量,但与具有电镀过孔的PCB相比,它们的生产成本也更高。某些情况下,还需要提升与铜填充过孔相关的可靠性。不过,有些应用也可以在铜迹线旁边施加铜镀层通孔。     当您决定PCB的过孔时,必须考虑应用所涉及的热量和电压强度。在低应力应用中,具有电镀过孔的合格PCB可以无缺陷地工作。同时,具有铜填充过孔的PCB可以经受高功率、射频、微波和LED应用所需的条件。运行这些类型PCB的高功率集成电路需使用铜填充过孔而非电镀过孔才可以承受住电流。     四、铜、银导电环氧树脂与金填充过孔     除了用铜填充PCB过孔外,制造商还可以选择使用银导电环氧树脂。不过,虽然银导电环氧树脂看起来是一个好的选择,但它的成本更高,而且工作效率并不如铜。此外,还可以选择使用镀金过孔,但与黄金相比,铜具有以下优势:     导热率更高     导电率更高     更具成本效益的价格     寿命更长     更可靠     更好的高功率应用容量     即使价格更低,填充铜的过孔依然优于镀金过孔。它们更高的导热性和导电性使它们能够更有效地传导多余的热量。铜过孔也可以处理更高的电压而不会过载。

  • 2019-10-23
  • 发表了主题帖: PCB生产过程的两个问题改善方法

        在今天这个PCB市场竞争猛烈的情况下,生产技术是创造快捷交货,下降成本,提高品质的主要途径之一,这里解说两个PCB生产过程中常出现,而很多厂商不知怎样改善的问题。     一、PCB生产过程中,感光阻焊黑、白油时常出现的显影过后表面有一层黑、白色的灰,用无尘纸可以擦掉。     类似的问题曾见过上十家线路板厂发生过,而每个打电话请教的人都说是在预烤的时候烤死了,造成显影不净,他们一般都用减短烤板时间的方式来解决这个问题,结果却适得其反。而询问他们的烤板条件大都是在75℃*25-35分钟,双面同步印刷。     作为PCB厂焊房主管应该可以自行解决这样的问题,而最简单的问题往往被没技术的人越搞越糟,曾见过一个PCB厂家焊房主管在出现这样的问题后命令烤板员用75℃*20分钟烤感光白油板,曝光尺做到8级残留,结果是显影出去整板一片白雾,是什么原因,主管却摸不着头脑,给公司带来很大的损失。     以上问题其实很简单,主要原因是感光黑、白油烤板时间不足,而曝光能量过低,造成感光黑、白油底层没有完全达到热、光双重固化的效果,故显影后表面一层脱落的黑、白油呈粉状,经显影机烘干后就呈现在表面,用无尘纸可以擦掉。     解决这种问题我们只需在预烤加长时间,一般在预烤感光黑、白油的条件是75℃+5℃*40-50分钟即可,可视板的厚薄而定。用21格曝光做到11级残留12级干净即可。     如果遇到类似问题请参照以上工艺做,相信会达到理想的效果。     二、印制阻焊油时常发现插孔内有油显影不净现象     类似问题也曾遇见过好几家PCB厂造成废弃,主要原因是显影后孔内有油冲不干净,又拿去返冲,还是冲不干净,最后拿去烧碱返洗,结果还是孔内的油仍然洗不掉,到最后怎么也处理不掉孔内的残油,导致废弃。     这样的问题如得到正确的处理是不会造成废弃的,造成废弃的主要原因是在印制时丝印工控制不好使油进孔太严重,有的将孔塞的太死,而在正常的预烤时孔内的油太厚,无法彻底将孔内油么返显影也显不掉呢?我们可以做个测试,用小刀片将孔内的油挑出来看,肯定孔内的油是稀的,是稀的油如果再次显影,造成油树脂结合在孔墙上无法清洗掉。     用烧碱再次返洗为什么还是洗不掉呢?在油墨本身没有预烤干的情况下,经Na2CO3冲浸,在经烧碱的浸泡,使之湿润的油墨被两种化学药水的攻击咬死,将油墨的颜色浸入孔墙的基材内,就像我们生活中常见的墨水搞在衣服上,浸了纱,无法洗掉一样的道理,结果到最后怎么看孔内都有一层绿色的油,造成废弃。     说了这么多的问题,解决这个问题我也做了很多次的实验,有一次在一家公司的QC部发现QC员检测到有100PNL板孔内有油冲不掉,将这100PNL板拿去用75℃返10分钟,然后在显影,结果是100%的全部显影干净,再取20PNL孔内有油的板不返,直接显影,结果70%的仍有显影不净,以上证明孔内的油如果没彻底预烤干,返显影是错误的。高速下载     主要应该控制印刷工尽量不要印油进孔太严重,如果万一有显影后孔内有油,可以采取返烤的办法再显影,切不能连续显影,或直接用烧碱返泡,以免造成废弃。

  • 2019-10-15
  • 发表了主题帖: PCB线路板的质量检验标准

        PCB线路板的质量检验一般包括外观检验、连通性检验、可焊性检验。     一、PCB线路板外观检验标准     1、PCB线路板表面是否光滑、平整,是否有凹凸点或划伤。通孔有无漏钻孔、错钻孔或四周铜箔被钻破的现象。     2、导线图形的完整性,用照相底片覆盖在PCB线路板上,测定一下导线宽度、外形是否符合要求。印制线上有无沙眼或断线,线条边缘上有无锯齿状缺口,不该连接的导线有无短接。     3、PCB线路板的外边缘尺寸是否符合要求。     二、PCB线路板连通性检验标准     多层PCB线路板需要进行连通性检验。通常用万用表检验PCB线路板电路是否连通。     三、PCB线路板可焊性检验标准     检验,往PCB线路板上焊接元件时,焊料对PCB线路板图形的润湿能力。

  • 2019-09-29
  • 发表了主题帖: PCB板不同材质有何区别?

        材料的燃烧性,又称阻燃性,自熄性耐燃性,难燃性,耐火性,可燃性等燃烧性是评定材料具有何种耐抗燃烧的能力。     燃性材料样品以符合要求的火焰点燃,经规定的时间移去火焰,根据试样燃烧的程度来评定燃烧性等级,共分三级,试样水平放置为水平试验法,分为FH1,FH2,FH3三级,试样垂直放置为垂直试验法分为FV0,FV1,VF2级。     固PCB板材有HB板材和V0板材之分。     HB板材阻燃性低,多用于单面板,     VO板材阻燃性高,多用于双面板及多层板     符合V-1防火等级要求的这一类PCB板材成为FR-4板材。     V-0,V-1,V-2为防火等级。     电路板必须耐燃,在一定温度下不能燃烧,只能软化。这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点),这个值关系到PCB板的尺寸安定性。     什么是高TgPCB线路板及使用高TgPCB的优点?     高Tg印制板当温度升高到某一区域时,基板将由"玻璃态”转变为“橡胶态”,此时的温度称为该板的玻璃化温度(Tg)。也就是说,Tg是基材保持刚性的最高温。     PCB板材具体有那些类型?     按档次级别从底到高划分如下:     94HB-94VO-22F-CEM-1-CEM-3-FR-4     详细介绍如下:     94HB:普通纸板,不防火(最低档的材料,模冲孔,不能做电源板)     94V0:阻燃纸板(模冲孔)     22F:单面半玻纤板(模冲孔)     CEM-1:单面玻纤板(必须要电脑钻孔,不能模冲)     CEM-3:双面半玻纤板(除双面纸板外属于双面板最低端的材料,简单的     双面板可以用这种料,比FR-4会便宜5~10元/平米)     FR-4:双面玻纤板     电路板必须耐燃,在一定温度下不能燃烧,只能软化。这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点),这个值关系到PCB板的尺寸安定性。     什么是高TgPCB线路板及使用高TgPCB的优点     当温度升高到某一区域时,基板将由"玻璃态”转变为“橡胶态”,此时的温度称为该板的玻璃化温度(Tg)。也就是说,Tg是基材保持刚性的最高温度(℃)。也就是说普通PCB基板材料在高温下,不但产生软化、变形、熔融等现象,同时还表现在机械、电气特性的急剧下降(我想大家不想看pcb板的分类见自己的产品出现这种情况)。     一般Tg的板材为130度以上,高Tg一般大于170度,中等Tg约大于150度。通常Tg≥170℃的PCB印制板,称作高Tg印制板。基板的Tg提高了,印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。TG值越高,板材的耐温度性能越好,尤其在无铅制程中,高Tg应用比较多。     高Tg指的是高耐热性。随着电子工业的飞跃发展,特别是以计算机为代表的电子产品,向着高功能化、高多层化发展,需要PCB基板材料的更高的耐热性作为重要的保证。以SMT、CMT为代表的高密度安装技术的出现和发展,使PCB在小孔径、精细线路化、薄型化方面,越来越离不开基板高耐热性的支持。     所以一般的FR-4与高Tg的FR-4的区别:是在热态下,特别是在吸湿后受     热下,其材料的机械强度、尺寸稳定性、粘接性、吸水性、热分解性、热膨胀性等各种情况存在差异,高Tg产品明显要好于普通的PCB基板材料。     近年来,要求制作高Tg印制板的客户逐年增多。     随着电子技术的发展和不断进步,对印制板基板材料不断提出新要求,从而,促进覆铜箔板标准的不断发展。目前,基板材料的主要标准如下。     ①国家标准目前,我国有关基板材料pcb板的分类的国家标准有GB/     T4721—47221992及GB4723—4725—1992,中国台湾地区的覆铜箔板标准为CNS标准,是以日本JIs标准为蓝本制定的,于1983年发布。     ②其他国家标准主要标准有:日本的JIS标准,美国的ASTM、NEMA、MIL、IPc、ANSI、UL标准,英国的Bs标准,德国的DIN、VDE标准,法国的NFC、UTE标准,加拿大的CSA标准,澳大利亚的AS标准,前苏联的FOCT标准,国际的IEC标准等     原PCB设计材料的供应商,大家常见与常用到的就有:生益\建涛\国际等等     ●接受文件:protelautocadpowerpcborcadgerber或实板抄板等     ●板材种类:CEM-1,CEM-3FR4,高TG料;     ●最大板面尺寸:600mm*700mm(24000mil*27500mil)     ●加工板厚度:0.4mm-4.0mm(15.75mil-157.5mil)     ●最高加工层数:16Layers     ●铜箔层厚度:0.5-4.0(oz)     ●成品板厚公差:+/-0.1mm(4mil)     ●成型尺寸公差:电脑铣:0.15mm(6mil)模具冲板:0.10mm(4mil)     ●最小线宽/间距:0.1mm(4mil)线宽控制能力:<+-20%     ●成品最小钻孔孔径:0.25mm(10mil)     成品最小冲孔孔径:0.9mm(35mil)     成品孔径公差:PTH:+-0.075mm(3mil)     NPTH:+-0.05mm(2mil)     ●成品孔壁铜厚:18-25um(0.71-0.99mil)     ●最小SMT贴片间距:0.15mm(6mil)     ●表面涂覆:化学沉金、喷锡、整板镀镍金(水/软金)、丝印兰胶等     ●板上阻焊膜厚度:10-30μm(0.4-1.2mil)     ●抗剥强度:1.5N/mm(59N/mil)     ●阻焊膜硬度:>5H     ●阻焊塞孔能力:0.3-0.8mm(12mil-30mil)     ●介质常数:ε=2.1-10.0     ●绝缘电阻:10KΩ-20MΩ     ●特性阻抗:60ohm±10%     ●热冲击:288℃,10sec     ●成品板翘曲度:〈0.7%     ●产品应用:通信器材、汽车电子、仪器仪表、全球定位系统、计算机、MP4、电源、家电等     按照PCB板增强材料一般分为以下几种:     1、酚醛PCB纸基板     因为这种PCB板由纸浆木浆等组成,因此有时候也成为纸板、V0板、阻燃板以及94HB等,它的主要材料是木浆纤维纸,经过酚醛树脂加压并合成的一种PCB板。     这种纸基板特点是不防火,可进行冲孔加工﹑成本低﹑价格便宜﹐相对密度小。酚醛纸基板我们经常看见的有XPC、FR-1、FR-2、FE-3等。而94V0属于阻燃纸板,是防火的。     2、复合PCB基板     这种也成为粉板,以木浆纤维纸或棉浆纤维纸为增强材料﹐同时辅以玻璃纤维布作表层增强材料﹐两种材料用阻燃环氧树脂制作而成。有单面半玻纤22F、CEM-1以及双面半玻纤板CEM-3等,其中CEM-1和CEM-3这两中是目前最常见的复合基覆铜板。     3、玻纤PCB基板     有时候也成为环氧板、玻纤板、FR4、纤维板等﹐它是以环氧树脂作粘合剂﹐同时用玻璃纤维布作增强材料。这种电路板工作温度较高﹐受环境影响很小、在双面PCB经常用这种板﹐但是价格相对复合PCB基板价格贵,常用厚度1.6MM。这种基板适合于各种电源板、高层线路板,在计算机及外围设备、通讯设备等应用广泛。     FR-4     4、其他基板     除了上面经常看见的三种同时还有金属基板以及积层法多层板(BUM)。

  • 2019-09-26
  • 发表了主题帖: 关于FPGA,你不得不知道的那些事

        FPGA(FieldProgrammableGateArray)译作中文为:现场可编程门阵列,也就是设计者可以在现场对可定制的数字逻辑进行编程的集成电路。     1     什么是FPGA?     首先,如果你从未接触过FPGA(现场可编程门阵列),或者有过一点基础想要继续深入了解这个行业,在这个小节,我会向你介绍FPGA,并且向你解释FPGA都能解决什么问题,如何解决这些问题,并讨论如何将设计进行优化等等。     在FPGA四个英文字母中,F代表着Field,即现场,那什么是现场呢?FPGA中的现场,是一种广义上的现场,既有指代产品所处之地,又体现的是FPGA的一种“即时性”;而P是Programmable,代表着可编程;G为Gate,门,也就是数字电路之中的逻辑门;A为Array,指由逻辑门组成的阵列。将四个英文单词组合,就是我们常说的现场可编程逻辑门阵列——FPGA。     与其他搭建硬件平台的方式相比,FPGA做了两件事,首先,它使你能够自由地搭建你需要的硬件平台,取代了从前使用ASIC(专用集成电路)时所不得不承担的长开发时间、高额开发经费以及设计风险,另外一点,相比于其它的硬件构成,它允许你构建你所需要的硬件而不需要ASIC,而且比采用微处理器内核更简单、快速、省电。     2     我们为什么需要FPGA?     ①编程自由度高     FPGA貌似在数字世界里无所不能,它就像乐高的积木一样可以搭建各种不同的功能模块,实现你所希望的各种功能,当然,首先你必须掌握最基本的数字逻辑知识,学会一种用来构建各种功能的工具语言(在这里我们推荐广受欢迎的Verilog),再次你要动脑(考验的是你的逻辑思维是否清晰),一个优秀的建筑师的作品是在脑子里勾画出来的,而不是拿积木碰运气拼凑出来的。     ②开发周期短:“现场可编程”     FPGA可以使你去对产品进行“现场”编程,这使得调试周期缩短,产品也就能够迅速适应新的工艺标准。并且产品在已经在现场安装上了之后依然可以对其硬件进行直接配置,也就是我们所说的“现场可编程”。如果你能够对简单的逻辑门进行合理配置或者将你想要的硬件系统描述出来,你就能利用这些简单的逻辑做些更有意义的事情。而在你的技术还没有成熟时,FPGA允许你进行多变化的设计,并且在设计流程中不用承担高额的经费以及和一些不得不面对的设计风险。     ③高速     FPGA的高速体现在两个方面:并行性,PLL锁相环     第一点是FPGA的并行性,相比于传统的MCU,程序规模越大,越能体现出FPGA的优势。也许简单的“流水灯”程序看不出差别,但是如果是大型系统,存在大量的数据流,FPGA就可以调用内部的FIFO核进行高速处理,最终能够与MCU系统能够相差出数十毫秒到数百毫秒——这对于通讯行业以及航天、军工行业是极为致命的。     第二点就是PLL锁相环,MCU上同样含有PLL锁相环,但它受到的限制非常大,通常只能进行几个档位的倍频,而FPGA上的PLL倍频自由度较高,以Altera公司生产的MAX10为例,50MHz的时钟通常在芯片允许的情况下外部时钟可倍频到470MHz左右,而内部时钟可倍频到1.3GHz。     举个汽车的倒车摄像头的例子,如果摄像头完成从视频捕捉到视频显示共花费了250ms的延时时间,而国家要求的延时时间不得超过100ms,你就可以用FPGA去取代传统MCU去处理图像信息,来满足政府的延时要求。     ④高集成度     当半导体行业产品集成度越来越高的同时,编程者门也意识到可以在FPGA中建立整个子系统,而不是只局限于使用ASIC(专用集成电路),他们可以将更多的设备放在相同大小的封装里——并且允许实现更多样的功能和更复杂的算法,计算速度上升的同时,功耗也会更小。     ⑤可嵌入IP硬核     FPGA可以内置IP核,提供丰富强大的功能,使开发者无需浪费时间去重复的构建同一种功能模块。同时,也会减少资源的消耗并且节约很多资金,目前FPGA的存储块可以嵌入很多个IP核,例如,计算电路,收发器,协议控制器,甚至嵌入一个MCU,然而,重要的是要记住,IP核不是像FPGA的其他逻辑单元一样可以重复编程,但是它是一个为了实现某一功能而定制出现的模块,也就是说对于IP核,我们不用每次都去重构它,这是在做无用功,我们直接调用即可。     因为IP核的这一特性,FPGA制造商可以将编写完成的IP硬核以商品的形式进行销售,也是因为这一原因,大多数的电子系统趋向了标准化。

  • 2019-09-18
  • 发表了主题帖: 如何建立IBIS模型和使用IBIS模型

        如何建立IBIS模型     IBIS模型可以通过仿真器件的SPICE模型来获得,也可以用直接测量的方法来获得。作为最终用户,最常见的方法是到半导体制造厂商的网站上去下载各种元器件的IBIS模型,在使用前要对得到的IBIS模型进行语法检查。     建立一个元器件的IBIS模型需要以下5个步骤。     (1)进行建立模型前的准备工作,包括决定模型的复杂程度;     根据模型所要表现的内容和元器件工作的环境,来确定电压和温度范围,以及制程限制等因素;获取元器件相关信息,如电气特性及引脚分布;元器件的应用信息。     (2)获得U-I曲线或上升/T降曲线的数据,可以通过直接测量或仿真得到。     (3)将得到的数据写入IBIS模型。不同的数据在各自相应的关键字后列出,要注意满足IBIS的语法要求。     (4)初步建立了模型后,应当用s2iplt等工具来查看以图形方式表现的U-I曲线,并检查模型的语法是否正确。如果模型是通过仿真得到的,应当分别用IBIS模型和最初的晶体管级模型进行仿真,比较其结果,以检验模型的正确性。     (5)得到了实际的元器件后,或者模型是由测量得到的,要对模型的输出波形和测量的波形进行比较。     如何使用使用IBIS模型     IBIS模型主要用于板级系统或多板信号的信号完整性分析。可以用IBIS模型分析的信号完整性问题包括:串扰、反射、振铃、上冲、下冲、不匹配阻抗、传输线分析、拓扑结构分析等。IBIS模型尤其能够对高速信号的振铃和串扰进行准确、精细的仿真,它可用于检测最坏情况的上升时间条件下的信号行为,以及一些用物理测试无法解决的问题。在使用时,用户用PCB的数据库来生成PCB上的连线的传输线模型,然后将IBIS模型赋给PCB上相应的驱动端或接收端,就     可以进行仿真了。     虽然IBIS模型有很多的优点,但也存在一些不足。目前,仍有许多厂商缺乏对IBIS模型的支持。而缺乏IBIS模型,IBIS仿真工具就无法工作。虽然IBIS文件可以手工创建或通过SPICE模型来转换,但若无法从厂家得到最小上升时间参数,则任何转换工具都无能为力。     另外,IBIS还缺乏对地弹噪声的建模能力。 此内容由EEWORLD论坛网友中信华原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

  • 2019-09-12
  • 发表了主题帖: 一般PCB设计布局的规则

        当今的告诉PCB设计对布局的要求越来越严格,布局基本上决定了布线的大致走向和结构、电源和地平面的分割,以及对噪声和EMI的控制情况,因而PCB设计的性能好坏在很大程度上取决于布局是否合理。     往往工程师们在布局上花费的时间和精力也很多,预布局—前仿真—再布局—优化,这些过程大概占整个项目设计时间的50%,甚至更多。     下面就总结一个大致的布局步骤及规则,仅供参考。     实际电路设计中还要考虑很多其他的问题,如散热、机械性能及一些特殊电路的摆放问题,具体的布局准则根据实际应用而定。     布局首先要从了解系统电路原理图开始,必须在各个电路中划分数字、模拟、混合数字/模拟元器件(可查看芯片资料),并注意各IC芯片电源和信号引脚的定位。     根据电路中各部分所占的比重,初步划分数字电路、模拟电路在PCB上的布线区域,让数字元器件、模拟元器件及其相应布线尽量远离并限定在各自的布线区域内。区域划分完毕后,就可以进行元器件的放置,一般顺序是是混合型器件—模拟元器件—数字元器件—旁路电容。     数模混合元器件一定要放置在数字信号区域和模拟信号区域的交界之处,并注意正确的方向,即数字信号和模拟信号引脚朝向各自的布线区域;纯数字或模拟元器件一定要放置在各自规定的范围之内;晶振电路尽量靠近其驱动器件。     对噪声敏感的器件要远离高频信号布线,同时,像参考电压Uref之类对噪声比较敏感的信号也要远离易产生高噪声的元器件。     数字元器件一般情况下尽量集中放置,可以减小线长,降低噪声。但如果是有时序要求限制的信号布线,则需要根据线长和结构进行布局的调整,具体应该通过仿真来确定。旁路电容需要尽量靠近芯片电源引脚放置,尤其是高频电容,在电源接口附近可以放置大容量(如47uF)的电容,以保持电源稳定,降低低频噪声的干扰。 此内容由EEWORLD论坛网友中信华原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

  • 2019-09-03
  • 发表了主题帖: PCB设计:降低噪声与电磁干扰的24个窍门

        电子设备的灵敏度越来越高,这要求设备的抗干扰能力也越来越强,因此PCB设计也变得更加困难,如何提高PCB的抗干扰能力成为众多工程师们关注的重点问题之一。本文将介绍PCB设计中降低噪声与电磁干扰的一些小窍门。     下面是经过多年设计总结出来的,在PCB设计中降低噪声与电磁干扰的24个窍门:     (1)能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。     (2)可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。     (3)尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。     (4)使用满足系统要求的最低频率时钟。     (5)时钟产生器尽量近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地。     (6)用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。     (7)I/O驱动电路尽量近印刷板边,让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。     (8)MCD无用端要接高,或接地,或定义成输出端,集成电路上该接电源地的端都要接,不要悬空。     (9)闲置不用的门电路输入端不要悬空,闲置不用的运放正输入端接地,负输入端接输出端。     (10)印制板尽量,使用45折线而不用90折线布线以减小高频信号对外的发射与耦合。     (11)印制板按频率和电流开关特性分区,噪声元件与非噪声元件要距离再远一些。     (12)单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗,经济是能承受的话用多层板以减小电源,地的容生电感。     (13)时钟、总线、片选信号要远离I/O线和接插件。     (14)模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线,特别是时钟。     (15)对A/D类器件,数字部分与模拟部分宁可统一下也不要交叉。     (16)时钟线垂直于I/O线比平行I/O线干扰小,时钟元件引脚远离I/O电缆。     (17)元件引脚尽量短,去耦电容引脚尽量短。     (18)关键的线要尽量粗,并在两边加上保护地。高速线要短要直。     (19)对噪声敏感的线不要与大电流,高速开关线平行。     (20)石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。     (21)弱信号电路,低频电路周围不要形成电流环路。     (22)信号都不要形成环路,如不可避免,让环路区尽量小。     (23)每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。     (24)用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电容时,外壳要接地。

  • 2019-08-22
  • 发表了主题帖: 对PCB组装机制的巨大影响的因素有哪些

        本文明确指出印刷电路板中与湿度有关的问题。这是一篇关于降低任何类型印刷电路板上水分影响的精确文章。从材料融合,PCB布局,原型设计,PCB工程,装配到包装和订单交付阶段,应该注意PCB制造中水分的影响,以避免损坏和PCB功能的其他问题。此外,让我们深入了解在层压过程中控制湿度水平的重要措施,在PCB组装和控制存储,包装和运输过程中实施的控制。     刚性/柔性印刷电路板组件,电缆束,盒装组件或线束PCB组件由各种类型的材料制成,这些材料完全符合全球所有主要行业中使用的电子产品中强大机械和电气性能所需的属性。它需要高频率,低阻抗,紧凑,耐用,高抗拉强度,低重量,多功能,温度控制或耐湿度,PCB分为单层,双层或多层,具体取决于复杂性电路。在PCB制造的初始阶段应该注意的所有严重问题中,湿度或湿度是导致在PCB操作中为电子和机械故障创造空间的主要因素。     水分如何在印刷电路板上造成巨大的麻烦?     通过在环氧玻璃预浸料中存在,在存储过程中在PCB中扩散,在吸收时,水分可以在PCB组件中形成各种缺陷。PCB制造过程中的湿法工艺时间,存在于微裂缝中或者可以在树脂界面中形成一个家。由于高温和蒸汽压力与PCB组装中的无铅机构平行,因此会导致水分吸收。     随着印刷电路板中的粘合剂和内聚故障导致分层或开裂,水分可以使金属迁移成为可能,从而导致尺寸稳定性变化的低阻抗路径。随着玻璃化转变温度的降低,介电常数的增加等技术上的更多损害,它会导致电路开关速度降低和传播时间延迟高。     PCB中水分的主要影响是,它降低了金属化,层压,阻焊膜和PCB制造过程的质量。由于水分的影响,热应力的极限随着玻璃化转变温度的降低而过量。有时它还会导致严重的短路,导致水分进入,导致离子腐蚀。印刷电路板组件中吸湿性的其他常见属性包括阻燃或分层,增加(DF)耗散因数和(DK)介电常数,镀通孔上的热应力和铜的氧化。     减少PCB制造中的水分的方法:     无论PCB制造使用简单还是复杂的技术,PCB工程中都有许多操作需要湿法工艺和去除残留水分。PCB制造中使用的原材料在PCB组装过程中需要在存储,处理和应对压力期间进行保护。下面介绍在PCB操作的各个阶段实施控制的简短指南:     1。层压     层压是PCB制造中的脱水步骤,因为芯和预浸料坯堆叠在一起,将层粘合到层压板中。在层压过程中控制的主要因素是温度,所用时间和加热速率。有时干燥度较低时,采取措施降低真空度,以减少吸引湿气吸收的内部空隙的可能性。因此,在处理预浸料时使用手套可以很好地控制水分的程度。这减少了交叉污染。不腐蚀的湿度指示卡应具有灵活性,以便在需要时解决湿度水平。层压板的洗涤周期应该很短,并且在受控环境中有效储存,这有助于防止在层压板中形成湿气袋。     2。后层压工艺和PCB组装     在PCB制造中进行钻孔,照相成像和蚀刻操作后,在湿法工艺中捕获的水分吸收率更高。丝网印刷固化和焊接掩模烘烤是经过处理的步骤,以缓解夹带的湿气。通过最小化步骤之间的保持时间间隔甚至热衷于管理储存条件,这在降低水分吸收水平方面更加有效。通过确保PCB层压的早期阶段,电路板足够干燥可以帮助减少层压后的烘烤操作。此外,使用高质量的表面处理来防止钻孔过程中的裂缝,并在热风焊料平整过程之前通过烘烤去除残留物的湿度。烘烤时间应该通过考虑水分含量的决定水平,PCB制造的复杂性,PCB表面处理和电路板所需的足够厚度来保持。     因此,了解效果的最新情况至关重要PCB制造中的水分,以避免PCB上的故障,损坏和短路,同时增加返工成本。现在,研究人员即将推出更先进的解决方案,通过使用环保PCB技术,在PCB制造的每一步中控制水分元素,从而节省时间,能源和成本。

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