PCB高频布线工艺和PCB板选材

高频布线工艺和PCB板选材

-----需要探讨工艺和加工细节，可以联系QQ：748985601

摘要：本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析，给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案，进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。

关键字：PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号

近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出，信息处理高速化、无线模拟前端模块化，这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求，另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。

如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数（εr变化误差在±1-2％间）、低的介电损耗（0.005以下）。具体到手机的PCB板材，还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。为了挑战日益激烈的市场竞争，电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。

目前可供选用的板材很多，有代表性的常用板材有：环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如：卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材；微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同，如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头（500MHz以下）。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压，所以得到广泛应用。

下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析，给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案，总结了高频信号PCB设计要点，供广大电子工程师参考。

1微带传输线传输特性

板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子（介质损耗角正切）tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。其中介电常数εr、损耗因子是主要参数。

高速数据信号或高频信号传输常用到微带线（Microstrip Line），由附着在介质基片两边的导带和导体Array接地板构成，且导带一部分

暴露在空气中，信号在介质

基片和空气这两种介质中

传播引起传输相速不等会

产生辐射分量、如果合理选

用微带尺寸这种分量很小。

图一基片结构示意

如图一基片结构所示，铜皮厚t 一般很小，在0.5OZ （17μm 、0.7mil ）到1 OZ （35μm 、1.35mil ），导带特性有基片介电常数εr 、线宽W 、板厚d 决定。（1）微带传输线特性阻抗

微带传输线的特性阻抗Z 0计算如下：

当w/d ≤1，微带传输线的特性阻抗Z 0表示为：

当 w/d ≥1，微带传输线的特性阻抗Z 0表示为：

其中εe 叫有效介电常数，是把两种介质对微带特性阻抗的贡献等效为一种假想的均匀介质。

图二说明了Z 0和W/d 、εr 间的关系，W/d 愈大Z 0愈低、εr 愈大Z 0愈低。

图二 Z 0和W/d 、εr 间的关系

? ??+

d w w d

e 48ln 60επ???

????? ??+*++444.1ln 667.0393.1100d w d w e επ

r r 1211

21e +

εεε传输线特性阻抗与W/d

50100150200

0.10.20.30.50.8

W/d

特性阻抗

有效介电常数与W/d

123450.50.81

W/d

有效介电常数

以汕头超声印制板厂提供的板厚1.68mm(顶层厚0.3mm)的FR4/S1139为例，

表一 50欧姆/75欧姆微带传输线线宽参数

同样在六层板和八层板微带传输线设计中如果已知微带线的介质厚度d ，根据W/d 值可以计算出微带传输线线宽W 。（2）微带传输线损耗

微带传输线损耗由三个因素决定：半开放性引起的辐射（这种损耗很小）；介质热损耗αd （板材原因）；高频趋肤效应引起的导体损耗αc 。导体损耗是主要的，导体损耗αc 与W/h （h 为基片厚度）成反比，也与光洁度有关。当W/h 一定，介质损耗与损耗因子和频率成正比。（3）微带色散特性

当频率高到微带尺寸相对λ/4或λ/2足够大时，将出现严重色散特性还增加了辐射损耗。如果固定在某个频率，在此频率下色散效应可不考虑。阻抗越低、基片越厚、εr 越高，微带色散越严重，或板材确定后，频率愈高色散愈严重。（4）信号在介质中的传输波长和相速

λc 为实际在自由空间中传播波长。由此可见εe 越高波长减短，信号在传输线中的相速降低。由相速和传输线长可得传播时延t=V p *L 。

2 带状线传输特性

微带传输线在介质基片和空气两种媒质中传输，带状线在同一媒质中传输，有边缘电容。其传输特性阻抗、损耗、

相似，与W/b,t/b 有关，与微带传输线不同的是t 对传输特性阻抗的影响较大。图三为带状线传输示意。1.6mm 厚、八层PCB 板、FR4 板材的PCB 单板，其50欧姆/75欧姆带状输线线宽参数见表二。

c c ελλ/'=e

c c p f f v ελλ/00'*=*=

表二50欧姆/75欧姆带状线传输线线宽参数

3 PCB板层压工艺及分层要求

PCB板多层层压板总厚度和层数等参数受到板材特性限制。特殊板材一般可提供的不同厚度的板材品种有限，因而设计者在PCB设计过程中必须靠虑板材特性参数、PCB加工工艺的限制。

FR4板材有各种厚度，适用于多层层压的板材品种齐全，表四以FR4板材为例给出一种多层板层压结构和板材厚度分配参数，以供PCB设计工程师参考。

表三FR4层压板结构参数

六层板、完成板厚度为1.6mm，其层压结构如图四所示。

图四六层板层压结构

4 常用板材性能参数比较

由上所述，板材对PCB设计和加工影响最大的参数主要是介电常数和损耗因子。对于多层板设计，板材选取还需考虑加工冲孔、层压性能。下面是

表三板材主要参数性能比较

由以上传输线特性阻抗、损耗、传播波长分析和板材比较，产品设计须考虑成本，市场因素。因此建议在PCB设计中，设计者选取板材考虑如下关键因素：

（1）信号工作频率不同对板材要求不同。

（2）工作在1GHz以下的PCB可以选用FR4，成本低、多层压制板工艺成熟。如信号入出阻抗较低（50欧姆），在布线时需要严格考虑传输线特性阻抗和

线间耦合，缺点是不同厂家以及不同批生产的FR4板材掺杂不同,介电常数不同（4.2-5.4）且不稳定。

（3）工作在622Mb/s 以上的光纤通信产品和1G 以上3GHz 以下的小信号微波收发信机，可以选用改性环氧树脂材料如S1139，由于其介电常数在10GHz 时比较稳定、成本较低、多层压制板工艺与FR4相同。如622Mb/s 数据复用分路、时钟提取、小信号放大、光收发信机等处建议采用此类板材，以便于制作多层板且板材成本略高于FR4（高4分/cm 2左右），缺点是基材厚度没有FR4品种齐全。或者，采用RO4000系列如RO4350，但目前国内一般用的是RO4350双面板。缺点是：这两种板材不同板厚品种数量不齐全，由于板厚尺寸要求，不便于制作多层印制板。如RO4350，板材厂家生产的规格有10mil/20mil/30mil/60mil 等四种板厚，而目前国内进口品种更少，因此限制了层压板设计。

（4）3GHz 以下的大信号微波电路如功率放大器和低噪声放大器建议选用类似RO4350的双面板材，RO4350介电常数相当稳定、损耗因子较低、耐热特性好、加工工艺与FR4相当。其板材成本略高于FR4（高6分/cm 2左右）。

（5）10GHz 以上的微波电路如功率放大器、低噪声放大器、上下变频器等对板材要求更高，建议采用性能相当于F4的双面板材。

（6）无线手机多层板PCB 板材要求板材介电常数稳定度、损耗因子较低、成本较低、介质屏蔽要求高，建议选用性能类似PTFE （美国/欧洲等多用）的板材，或FR4和高频板组合粘接组成低成本、高性能层压板。

图五典型射频/数字多层板结构

典型射频/数字多层板结构，基于RO4350板材的层压板，其可能的带状线和微带传输线结构见图五。

5高频板PCB 工艺

根据以上对传输线特性介绍，进一步可以从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等

四个方面说明高频PCB设计需要注意的细节地方。

（1）传输线线宽

传输线线宽设计基于阻抗匹配理论。

图六阻抗匹配

当入出阻抗以及传输线阻抗匹配时，系统输出功率最大（信号总功率最小），入出反射最小。对于微波电路，阻抗匹配设计还需要考虑器件的工作点。信号线过孔会引起阻抗传输特性变化，TTL、CMOS逻辑信号线特性阻抗高，这种影响不计。但在50欧姆等低阻抗、高频电路这种影响需要考虑。一般要求信号线没有过孔。

（2）传输线线间串扰

当两根平行微带线间距很小时产生偶合，引起彼此线间串扰并且影响传输线特性阻抗。对于50欧姆和75欧姆高频电路尤其需要注意，并在电路设计上采取措施。实际电路设计中还用到这种偶合特性，如手机发射功率测量和功率控制就是一例。下面的分析对高频电路和ECL高速数据（时钟）线有效，对微小信号电路（如精密运算放大电路）有参考价值。

设线间偶合度为C，C的大小与ε

r 、W/d、S、平行线长L有关。

间距S愈小，偶合愈强；L愈长、偶合愈强。为了增加感性认识，举例：利用这种特性做成的50欧姆定向偶合器。如 1.97GHz PCS频端基站功率放大器,其中d=30 mil、εr=3.48：

10dB定向偶合器PCB尺寸：S=5mil,l=920mil,W=53mil

20dB定向偶合器PCB尺寸：S=35mil,l=920mil,W=62mil

为了减小信号线间串扰，建议

A、高频或高速数据平行信号线间距离S是线宽的一倍以上。

B、尽量减少信号线间平行的长度。

C、高频小信号、微弱信号避开电源和逻辑信号线等强干扰源。

（3）接地过孔电磁分析。

无论IC器件管脚接地还是其它阻容器件接地，在高频电路中都要求接地过孔尽可能地靠近管脚，其理论依据是：高频信号接地线通路以理想传输线终端接地

等效，其驻波状态如图八所示。

图八驻波状态图

由于接地线很短，接地传输线相当于一个感性阻抗（n-pH 量级），同时接地过孔也近似相当于一个感性阻抗，这影响了对高频信号滤波功效。这是接地过孔尽可能地靠近管脚的原因。为了减小传输线感性负载，微波电路要求接地管脚的过孔多于一个，相当于在低频电路中增加接地面电流能力，保证各接地点均为等0电平。

（4）电源滤波。

TTL 、CMOS 电路为了减少信号逻辑对电源的影响（过冲），在靠近电源管脚处加滤波电容。但在高频、微波电路中仅仅采取这种措施还不够。下面以制造工艺为例说明高频信号对电源的干扰。

图九高频信号对电源产生高频干扰的方式

这两种方式的高频信号均对电源产生高频干扰，并影响其它功能电路。除了电源管脚加滤波电容外，还需要串联电感的抑制高频干扰。串联电感的选取与工作频率有关。依据是如果电源脚过滤1M 以上的高频干扰，其中C=0.1uF ，则

f π2/10=

选取L=1uH电感。在外加电源的集电极开路信号管脚加电感时请慎重，因为此时的电感相当于一个匹配用的电感。

（5）屏蔽

在微小信号和高频信号的PCB设计中需采取屏蔽措施以减少大信号（如逻辑电平）干扰或减少高频信号的电磁辐射。如：

A、数字、模拟低频（小于30MHz）小信号PCB设计中，除了在数字地和

模拟地分割外，还需对小信号布线区铺地，地与信号线间隔大于线宽。

B、数字、模拟高频小信号PCB设计中，还需在高频部分加屏蔽罩或铺地过

孔隔离措施。

C、高频大信号PCB设计中，高频部分需以独立的功能模块设计并加屏蔽盒

以减少高频信号对外的辐射。如光纤155M、622M、2Gb/s的收发模块。多层PCB布板（诺基亚6110），双面放器件，手机PCB设计如图十所示。

图十手机PCB设计示例

6 板材选取举例

以我们设计调试的高频（微波）PCB为例说明板材选取。

（1）2.4GHz扩频数字微波中继板材选取

其结构包括2M数字接口、20M扩频解扩、70M中频调制解调板。我们采用FR4板材，四层PCB板，大面积铺地，高频模拟部分电源采用电感扼流圈与数字部分隔离。

2.4GHz射频收发信机采用F4双面板，收发分别用金属盒屏蔽，电源入端滤波。

（2）1.9GHz射频收发信机

其中，功率放大器采用PTFE板材，双面PCB板；射频收发信机采用PTFE 板材，四层PCB板。都是采用大面积铺地，功能模块屏蔽罩隔离措施。

（3）140MHz中频收发信机

顶层用0.3mm的S1139板材，大面积铺地，过孔隔离。

（4）70MHz中频收发信机

采用FR4板材，四层PCB板。大面积铺地，功能模块隔离带用一串过孔隔离。

（5）30W功率放大器

采用RO4350板材，双面PCB板。大面积铺地，间距约束大于等于50欧姆线宽，用金属盒屏蔽，电源入端滤波。

（6）2000MHz微波频率源

采用0.8mm厚的S1139板材，双面PCB板。

无线领域的器件涉及广泛，应用较为复杂，尤其是当前无线通信市场竞争激烈，产品的价格和面市时间越来越成为竞争焦点，因此，电子工程师的PCB设计不能单纯考虑技术的先进性，必须从多方面折中考虑，平衡技术先进性、价格优势和缩短产品上市时间等关键因素，提高产品的竞争力。

PCB高频布线基本知识

高频布线基本知识内容目录 1. 引言 2. 信号完整性问题 3. 电磁兼容性问题 4. 电源完整性问题 5. 高频电路设计一般规范 6. 数模混合电路设计一般规范一：高频电路的定义 *在数字电路中，是否是高频电路取决于信号的上升沿和下降沿，而不是信号的频率。公式：F2 =1/（Tr×π），Tr为信号的上升／下降延时间。 *F2 > 100MHz，就应该按照高频电路进行考虑，下列情况必须按高频规则进行设计 –系统时钟频率超过50MHz –采用了上升/下降时间少于5ns的器件 –数字/模拟混合电路 *逻辑器件的上升/下降时间和布线长度限制上升/下主要谐波频谱分布最大传输线最大传输降时间Tr分量F2=1/Fmax=10*距离（微带）线距离（微带线）πTr F2 74HC 13-15ns24MHz 240 MHz 117cm 91cm 74LS 9.5ns 34 MHz 340MHz 85.5cm 66.5cm 74H 4-6ns 80 MHz 800MHz 35 28 74S 3-4ns 106 MHz 1.1GHz 27 21 74HCT 5-15ns 64 MHz 640MHz 45 34 74ALS 2-10ns 160 MHz 1.6GHz 18 13 74FCT 2-5ns 160 MHz 1.6GHz 18 13 74F 1.5ns 212 MHz 2.1GHz 12.5 10.5 ECL12K 1.5ns 212 MHz 2.1GHz 12.5 10.5 ECL100K 0.75ns 424 MHz 4.2GHz 6 5 传统的PCB设计方法效率低：原理图，传统的设计方法设计和输入布局、布线没有任何质量控制点,制作PCB每一步设计都是凭经验，发现问题就必须从头开始，功能、性能测试问题的查找非常困难信号完整性问题: 1.反射问题 2.串扰问题 3.过冲和振荡 4.时延反射问题：传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处，但是有一部分被反射了。多点反射

PCB板布线技巧

PCB板布线技巧在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 3 信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。 4 大面积导体中连接腿的处理

pcb布局布线技巧经验大汇总

PCB电路板布局、布线基本原则一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm （对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置：所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil；无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线

PCB高频布线工艺和PCB板选材重点讲义资料

高频布线工艺和PCB板选材 -----需要探讨工艺和加工细节，可以联系QQ：748985601 摘要：本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析，给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案，进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。关键字：PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出，信息处理高速化、无线模拟前端模块化，这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求，另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数（εr变化误差在±1-2％间）、低的介电损耗（0.005以下）。具体到手机的PCB板材，还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。为了挑战日益激烈的市场竞争，电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。目前可供选用的板材很多，有代表性的常用板材有：环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如：卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材；微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同，如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头（500MHz以下）。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压，所以得到广泛应用。下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析，给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案，总结了高频信号PCB设计要点，供广大电子工程师参考。 1微带传输线传输特性板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子（介质损耗角正切）tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。其中介电常数εr、损耗因子是主要参数。高速数据信号或高频信号传输常用到微带线（Microstrip Line），由附着在介质基片两边的导带和导体Array接地板构成，且导带一部分暴露在空气中，信号在介质基片和空气这两种介质中传播引起传输相速不等会产生辐射分量、如果合理选用微带尺寸这种分量很小。图一基片结构示意

电路板走线须知

PCB走线的基本介绍主要从直角走线，差分走线，蛇形线等三个方面来阐述。 1．直角走线直角走线一般是PCB布线中要求尽量避免的情况，也几乎成为衡量布线好坏的标准之一，那么直角走线究竟会对信号传输产生多大的影响呢？从原理上说，直角走线会使传输线的线宽发生变化，造成阻抗的不连续。其实不光是直角走线，顿角，锐角走线都可能会造成阻抗变化的情况。直角走线的对信号的影响就是主要体现在三个方面：一是拐角可以等效为传输线上的容性负载，减缓上升时间；二是阻抗不连续会造成信号的反射；三是直角尖端产生的EMI。传输线的直角带来的寄生电容可以由下面这个经验公式来计算： C=61W(Er)1/2/Z0 在上式中，C就是指拐角的等效电容（单位：pF），W指走线的宽度（单位：inch），εr指介质的介电常数，Z0就是传输线的特征阻抗。举个例子，对于一个4Mils的50欧姆传输线（εr为4.3）来说，一个直角带来的电容量大概为0.010 1pF，进而可以估算由此引起的上升时间变化量： T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps 通过计算可以看出，直角走线带来的电容效应是极其微小的。由于直角走线的线宽增加，该处的阻抗将减小，于是会产生一定的信号反射现象，我们可以根据传输线章节中提到的阻抗计算公式来算出线宽增加后的等效阻抗，然后根据经验公式计算反射系数：ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0)，一般直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间，因而反射系数最大为0.1左右。而且，从下图可以看到，在W/2线长的时间内传输线阻抗变化到最小，再经过W/2时间又恢复到正常的阻抗，整个发生阻抗变化的时间极短，往往在10ps之内，这样快而且微小的变化对一般的信号传输来说几乎是可以忽略的。很多人对直角走线都有这样的理解，认为尖端容易发射或接收电磁波，产生EMI，这也成为许多人认为不能直角走线的理由之一。然而很多实际测试的结果显示，直角走线并不会比直线产生很明显的EMI。也许目前的仪器性能，测试水平制约了测试的精确性，但至少说明了一个问题，直角走线的辐射已经小于仪器本身的测量误差。总的说来，直角走线并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的应用中，其产生的任何诸如电容，反射，EMI等效应在TDR测试中几乎体现不出来，高速PCB设计工程师的重点还是应该放在布局，电源/地设计，走线设计，过孔等其他方面。当然，尽管直角走线带来的影响不是很严重，但并不是说我们以后都可以走直角线，注意细节是每个优秀工程师必备的基本素质，而且，随着数字电路的飞速发展，PCB工程师处理的信号频率也会不断提高，到10GHz以上的RF设计领域，这些小小的直角都可能成为高速问题的重点对象。 2．差分走线差分信号（Differential Signal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另它这么倍受青睐呢？在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢？带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。 b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS（low vo ltage differentialsignaling）就是指这种小振幅差分信号技术。对于PCB工程师来说，最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势。也许只要是接触过Layo ut的人都会了解差分走线的一般要求，那就是“等长、等距”。等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性，减少共模分量；等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致，减少反射。“尽量靠近原则”有时候也是差分走线的要求之一。但所有这些规则都不是用来生搬硬套的，不少工程师似乎还不了解高速差分信号传输的本质。下面重点讨论一下PCB差分信号设计中几个常见的误区。误区一：认为差分信号不需要地平面作为回流路径，或者认为差分走线彼此为对方提供回流途径。造成这种误区的原因是被表面现象迷惑，或者对高速信号传输的机理认识还不够深入。从图1-8-15的接收端的结构可以看到，晶体管Q3 ,Q4的发射极电流是等值，反向的，他们在接地处的电流正好相互抵消（I1=0），因而差分电路对于类似地弹以及其它可能存在于电源和地平面上的噪音信号是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分电路就不以参考平面作为信号返回路径，其实在信号回流分析上，差分走线和普通的单端走线的机理是一致的，即高频信号总是沿着电感最小的回路进行回流，最大的区别在于差分线除了有对地的耦合之外，还存在相互之间的耦合，哪一种耦合强，那一种就成为主要的回流通路，图1-8-16是单端信号和差分信号的地磁场分布示意图。在PCB电路设计中，一般差分走线之间的耦合较小，往往只占10~20%的耦合度，更多的还是对地的耦合，所以差分

pcb布局布线基本原则

连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置：所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil；无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。如何提高抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。

PCB板基础知识

PCB板基础知识、布局原则、布线技巧、设计规则 PCB 板基础知识一、PCB 板的元素 1、工作层面对于印制电路板来说，工作层面可以分为 6 大类，信号层（signal layer））内部电源/接地层内部电源接地层（internal plane layer））机械层（主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息，起到相应机械层（mechanical layer））的提示作用。EDA 软件可以提供 16 层的机械层。防护层（包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴防护层（mask layer））元器件粘贴在 PCB 上，阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方。印层（在 PCB 板的 TOP 和 BOTTOM 层表面绘制元器件的外观丝印层（silkscreen layer））轮廓和放置字符串等。例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志，生产日期等。同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据，作用是使 PCB 板具有可读性，便于电路的安装和维修。其他工作层（禁止布线层 Keep Out Layer 其他工作层（other layer））钻孔导引层 drill guide layer 钻孔图层 drill drawing layer 复合层multi-layer 2、元器件封装是实际元器件焊接到 PCB 板时的焊接位置与焊接形状，包括了实际元器件的外形尺寸，所占空间位置，各管脚之间的间距等。元器件封装是一个空间的功能，对于不同的元器件可以有相同的封装，同样相同功能的元器件可以有不同的封装。因此在制作 PCB 板时必须同时知道元器件的名称和封装形式。（1）元器件封装分类通孔式元器件封装（THT，through hole technology）表面贴元件封装（SMT Surface mounted technology ）另一种常用的分类方法是从封装外形分类： SIP 单列直插封装 DIP 双列直插封装 PLCC 塑料引线芯片载体封装 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP 薄型小尺寸封装 PPGA 塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装 (2) 元器件封装编号编号原则：元器件类型+引脚距离（或引脚数）+元器件外形尺寸例如 AXIAL-0.3 DIP14 （3）常见元器件封装 RAD0.1 RB7.6-15 等。电阻类普通电阻 AXIAL- ×× ,其中××表示元件引脚间的距离；可变电阻类元件封装的编号为 VR × , 其中×表示元件的类别。电容类非极性电容编号 RAD ×× ,其中××表示元件引脚间的距离。极性电容编号 RB xx - yy ，xx 表示元件引脚间的距离，yy 表示元件的直径。二极管类编号 DIODE- ×× ,其中××表示元件引脚间的距离。晶体管类器件封装的形式多种多样。集成电路类 SIP 单列直插封装 DIP 双列直插封装 PLCC 塑料引线芯片载体封装 PQFP 塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装 TSOP 薄型小尺寸封装 PPGA 塑料针状栅格阵列封装 PBGA 塑料球栅阵列封装 CSP 芯片级封装 3、铜膜导线是指 PCB 上各个元器件上起电气导通作用的连线，它是 PCB 设计中最重要的部分。对于印制电路板的铜膜导线来说，导线宽度和导线间距是衡量铜膜导线的重要指标，这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路的正确连接关系。印制电路板走线的原则：◆走线长度：尽量走短线，特别对小信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小。◆走线形状：同一层上的信号线改变方向时应该走 135°的斜线或弧形，避免 90°的拐角。◆走线宽度和走线间距：在 PCB 设计中，网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一致，这样有利于阻抗匹配。走线宽度通常信号线宽为： 0.2～

电路板的布线、焊接技巧及注意事项

电路板的布线、焊接技巧及注意事项 1、输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。 2、电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5mm 3、数字电路与模拟电路的共地处理，数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 4、尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 5、在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观．而且装焊容易．易于批量生产。 6、输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。 7、印制导线拐弯处一般取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。如非要取直角，一般采用两个135度角来代替直角。 8、电源线设计根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。

pcb布局布线技巧及原则

pcb 布局布线技巧及原则 [ 2009-11-16 0:19:00 | By: lanzeex ] PCB 布局、布线基本原则一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2. 定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm （对于 M2.5）、4mm（对于M3内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座

及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置：所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil（或0.2mm）； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边w 1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil ；信号线宽不应低于12mil ；cpu 入出线不应低于10mil （或8mil ）；线间距不低于10mil ； 3、正常过孔不低于30mil ； 4、双列直插：焊盘60mil ，孔径40mil ； 1/4W 电阻：51*55mil （0805 表贴）；直插时焊盘62mil ，孔径42mil ；无极电容：51*55mil （0805 表贴）；直插时焊盘50mil ，孔径28mil ； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。如何提高抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？

一块优秀的电路板的功能

一块优秀的电路板的功能一块优秀的电路板，除了在实现电路原理功能之外，还要考虑EMI,EMC，ESD，信号完整性等电气特性，也要考虑机械结构，大功耗芯片的散热问题，在这基础上再考虑电路板美观问题。所以，PCB板布线是门艺术，具体而言是门折衷的艺术。在开始学习摸索PCB布线之前，或许您会在各式各样的参考书中看见各式各样的PCB板布线的规则，即使许多规则在一定程度上会是有相同的内涵，可是在不同的实际布线实践中会有不同的侧重点，甚至规则之间会产生冲突。举个例子：规则一信号传输的路径越短越好，规则二是在高频布线要求阻抗匹配。在考虑布DDR MEMORY的总线时，SOP封装的MEMERY芯片不可能对所有的TRACK实现规则一,正确的做法是整体考虑阻抗匹配的条件下实现所有的TRACK相对最短。因此，实际布线中规则之间的不可兼得就会让读者布线过程中自觉的有效的利用这些规则时产生种种疑惑，甚至就陷入这样或者是那样的一般性的规则中不知所措。在这就需要强调一点――各种布线规则只是指导性的，要结合实际的布线过程去不断折衷以取得最大的效用。我想只要在实际布线中自觉注意这些规则，或多或少会对布线的效果有所帮助。 1．模块化，结构化的思想不仅体现在硬件原理设计中，也要反映在布局布线效果中如今的硬件平台的集成度越来越高，系统越来越复杂，自然而然也就要求无论是硬件原理图的设计中还是PCB布线中使用模块化，结构化设计的方法。如果接触过大规模的FPGA或是CPLD就知道，复杂IC的设计必然要求采

用自上至下的模块化的设计方法。所以作为硬件工程师，在了解系统整体架构的前提下，首先应该在原理图和PCB布线设计中自觉融合模块化的设计思想。举个例子，数字电视机顶盒的硬件平台的主IC－QAMI5516中就有如下的几种模块： ST20:主频180MHZ的32位RISC CPU PTI:TRANSPORT STREAM的处理单元 DISPLAY:MPEG-2解码，显示处理单元 DEMODULATORAM解调器 MEMORY INTERFACE：不同应用系统所需要不同的MEMORY的接口 STBUS：各个模块的数据通讯总线 PERIPHERALS:UART,SMARTCARD,IIC,GPIO,PWM等常用外设 AUDIO:音频输出接口 VEDIO:视频输出接口 QAMI5516模块化的设计过程，虽然不一定要求硬件工程师了解系统的方方面面，可是必然要求在设计硬件平台时，把在实际运用中使用到的IC不同模块的接口部分当作一个子系统来处理：例如音频部分电路和视频部分电路在布局布线的时候就应该在一个整体区域内进行。这样做，不仅延续了IC模块化设计的思路，而且可以方便在需要进行PCB板的物理分隔，减少不同模块之间的电气耦合，可以方便整个系统的调试。我们知道，硬件调试中最容易检查，处理电路原理设计中的错误的方法就是“头痛医头，脚痛医脚”，即上述的QAMI5516平台

PCB电路板布局技巧

PCB布局、布线基本原则一、元件布局基本规则1.按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开；2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件；3.卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路；4.元器件的外侧距板边的距离为5mm；5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；6.金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm；7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布；8.电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔；9.其它元器件的布置：所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直；10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)；11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过；12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致；13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线；2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil；3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil；

PCBLayout布局布线基本规则

布局： 1、顾客指定器件位置是否摆放正确 2、BGA与其它元器件间距是否≥5mm 3、PLCC、QFP、SOP各自之间和相互之间间距是否≥2.5 mm 4、PLCC、QFP、SOP与Chip 、SOT之间间距是否≥1.5 mm 5、Chip、SOT各自之间和相互之间的间距是否≥0.3mm 6、PLCC表面贴转接插座与其它元器件的间距是否≥3 mm 7、压接插座周围5mm范围内是否有其他器件 8、Bottom层元器件高度是否≤3mm 9、模块相同的器件是否摆放一致 10、元器件是否100%调用 11、是否按照原理图信号的流向进行布局，调试插座是否放置在板边 12、数字、模拟、高速、低速部分是否分区布局，并考虑数字地、模拟地划分 13、电源的布局是否合理、核电压电源是否靠近芯片放置 14、电源的布局是否考虑电源层的分割、滤波电容的组合放置等因素 15、锁相环电源、REF电源、模拟电源的放置和滤波电容的放置是否合理 16、元器件的电源脚是否有0.01uF～0.1uF的电容进行去耦 17、晶振、时钟分配器、VCXO\TCXO周边器件、时钟端接电阻等的布局是否合理 18、数字部分的布局是否考虑到拓扑结构、总线要求等因素 19、数字部分源端、末端匹配电阻的布局是否合理 20、模拟部分、敏感元器件的布局是否合理 21、环路滤波器电路、VCO电路、AD、DA等布局是否合理 22、UART\USB\Ethernet\T1\E1等接口及保护、隔离电路布局是否合理 23、射频部分布局是否遵循“就近接地”原则、输入输出阻抗匹配要求等 24、模拟、数字、射频分区部分跨接的回流电阻、电容、磁珠放置是否合理外形制作： 1、外形尺寸是否正确？ 2、外形尺寸标注是否正确？ 3、板边是否倒圆角≥1.0mm 4、定位孔位置与大小是否正确 5、禁止区域是否正确 6、Routkeep in距板边是否≥0.5mm 7、非金属定位孔禁止布线是否０.3mm以上 8、顾客指定的结构是否制作正确规则设置： 1、叠层设置是否正确？ 2、是否进行class设置 3、所有线宽是否满足阻抗要求？ 4、最小线宽是否≧5mil 5、线、小过孔、焊盘之间间距是否≥6mil，线到大过孔是否≥10mil

PCB电路板PCB布线知识

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2007-06-2316:38:49 大中小电阻AXIAL0.30.4 三极管TO-92AB 电容RAD0.10.2 发光二极管DZODE0.1 单排针SIP+脚数双排针DIP+脚数电解电容RB.1.2。。。。。。。} 电阻AXIAL 无极性电容RAD 电解电容RB- 电位器VR 二极管DIODE 三极管TO 电源稳压块78和79系列TO－126H和TO-126V 场效应管和三极管一样整流桥D－44D－37D－46

单排多针插座CONSIP 双列直插元件DIP 晶振XTAL1 电阻：RES1，RES2，RES3，RES4；封装属性为axial系列无极性电容：cap;封装属性为RAD-0.1到rad-0.4 电解电容：electroi;封装属性为rb.2/.4到rb.5/1.0 电位器：pot1,pot2；封装属性为vr-1到vr-5 二极管：封装属性为diode-0.4(小功率）diode-0.7(大功率）三极管：常见的封装属性为to-18（普通三极管）to-22(大功率三极管）to-3(大功率达林顿管）电源稳压块有78和79系列；78系列如7805，7812，7820等 79系列有7905，7912，7920等常见的封装属性有to126h和to126v

高频布线工艺和PCB板选材Word版

高頻佈線工藝和PCB板選材國家數位交換系統工程技術研究中心張建慧饒龍記[鄭州1001信箱787號] 摘要：本文通過對微帶傳輸特性、常用板材性能參數進行比較分析，給出用於無線通信類比前端、高速數位信號等應用中PCB板材選取方案，進一步從線寬、過孔、線間串擾、遮罩等方面總結高頻板PCB設計要點。關鍵字：PCB板材、PCB設計、無線通信、高頻信號近年來在無線通信、光纖通信、高速資料網路產品不斷推出，資訊處理高速化、無線模擬前端模組化，這些對數位信號處理技術、IC工藝、微波PCB設計提出新的要求，另外對PCB板材和PCB工藝提出了更高要求。變化誤差在如商用無線通信要求使用低成本的板材、穩定的介電常數（ε r ±1-2％間）、低的介電損耗（0.005以下）。具體到手機的PCB板材，還需要有多層層壓、PCB加工工藝簡易、成品板可靠性高、體積小、集成度高、成本低等特點。為了挑戰日益激烈的市場競爭，電子工程師必須在材料性能、成本、加工工藝難易及成品板的可靠性間採取折衷。目前可供選用的板材很多，有代表性的常用板材有：環氧樹脂玻璃布層壓板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性環氧樹脂FR4等。特殊板材如：衛星微波收發電路用到藍寶石基材和陶瓷基材；微波電路基材GX系列、 B-1/2系列。它們使用的RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F 4 場合不同，如FR4用於1GHz以下混合信號電路、多脂氟乙烯PTFE多用於多層高頻電路板、聚四氟乙烯玻璃布纖維F4用於微波電路雙面板、改性環氧樹脂FR4用於家用電器高頻頭（500MHz以下）。由於FR4板材易加工、成本低、便於層壓，所以得到廣泛應用。下面我們從微帶傳輸線特性、多層板層壓工藝、板材參數性能比較等多個方面分析，給出了對於特殊應用的PCB板材選取方案，總結了高頻信號PCB設計要點，供廣大電子工程師參考。 1微帶傳輸線傳輸特性板材的性能指標包括有介電常數ε 、損耗因數（介質損耗角正切）tgδ、表 r 面光潔度、表面導體導電率、抗剝強度、熱漲係數、抗彎強度等。其中介電常數、損耗因數是主要參數。 ε r 高速資料信號或高頻信號傳輸常用到微帶線（Microstrip Line），由附著在介質基片兩邊的導帶和導體接地板構成，且導帶一部分暴露在空氣中，信號在介質基片和空氣這兩種介質中傳播引起傳輸相速不等Array會產生輻射分量、如果合理選用微帶尺寸這種分量很小。

焊接PCB板布线技巧

焊接PCB板布线技巧-焊锡线焊接PCB板布线技巧锡丝/焊锡丝/无铅焊锡丝/无铅锡丝/焊锡线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB 中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。并试着重新再布线，以改进总体效果。对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。 1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。 2 数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 3 信号线布在电（地）层上

PCB布线的基本原则

PCB布线的基本原则一位同事负责布的一块步进电机驱动板，性能指标老是达不到文档提到的性能，虽然能用，大电流丢步，高速上不去，波形差，在深入分析之后发现违背了一些PCB布线的基本原则，修改之后性能就非常好，这让我再一次的感受到PCB布线的重要性，尤其是我们经常做大功率电源、传感器这类对PCB布线要求极为严格的。前几天在MSOS群中，网友“嗡嗡”提出PCB布线问题，我有感于之前步进电机布线引起的问题，把这个PCB布线用常识来理解，通俗易懂、避开电路回路、电磁场传输线等高深复杂，越讲越讲不清的东西，从根本上让大家明白怎么回事，不被一些专业术语约束，获得群内网友的认同。 PCB布线，就是铺设通电信号的道路连接各个器件，这好比修道路，连接各个城市通汽车，完全一回事。道路建设要求一去一回两条线，PCB布线同样道理，需要形成一个两条线的回路，对于低频电路角度上讲，是回路，对于高速电磁场来讲，是传输线，最常见的如差分信号线。比如USB、网线等。对于传输线的阻抗特性等，本文不做进一步讲解。可以说，差分信号线，是连接器件信号的理想模型。对信号要求越高的，越要靠近差分信号线。当一块板子器件非常多，若都按差分线布，一是PCB的面积太大，二是要布2N条线，工作量太大，难度也很大，于是人们针对实际需求提出了多层PCB的概念，最典型的就是双面PCB板。把底部一层作为公共的参考回路，这样布线只需要布N+1根即可，PCB版面也大大缩小。

公共参考回路，也就是大家常说的参考地，针对大部分嵌入式行业来说，信号因为数字化后对信号质量要求不是很高，这样采用整层的参考地，可以缩小板面，又提高效率，大大节约了时间，深受大家喜欢。实际上缩小板面就是缩短信号线长度，也可以部分抵消因为参考地引起的信号质量下降问题，所以在实际中，这种引入参考地的PCB布线效果，基本接近差分线理想模型。到了今天，我们都习惯于这种方式，似乎PCB布线，就是要有一层参考地，没有为什么。在双面板设计中，因为经常有交叉线存在，需要跳线到地层做交叉线交换，这个需要特别指出的是，这个跳线不能太长，若太长，容易分割参考地，尤其是对于一些信号质量要求高的线，底部的参考地不能被分割，。否则信号的回路被完全破坏，参考地失去了意义。所以一般的讲，参考地层只适合做信号线的短跳线用，信号线尽量布顶层，或者引入更多层的PCB板。路与路之间靠的太近容易出现影响，比如坐高铁的时候，感觉的到对面开来火车对自己所坐火车的影响。信号线也一样，不能靠的太近，若信号线与信号线之间是平行的，一定要保持一定的距离，这个以实验为准，并且底部要有很好的参考地。低频小信号下，一般影响不是很大，高频强信号是需要注意的。对于高频、大电流方面的PCB布线，比如开关电源等，最忌讳的就是驱动信号被输出强电流、强电压干扰。MOS管的驱动信号，很容易受输出强电流的影响，两者要保持一定的距离，不要靠的太近。模拟音响时代，运放放大倍数过高，就会出现自激效应，原因同MOS 管一样。 PCB布线的载体是PCB板，一般参考地跟PCB板边离1mm附近，信号线离参考地边缘1mm 附近，这样把信号都约束在PCB板内，可以降低EMC辐射。当对PCB设计还没有概念的，就多想想我们日常的道路，两者完全一致。