pcn设计问题集第Y部分从pcb如何选材到运用等一系列问题进行总结。1、如何选择PCB板材?选择PCB板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。设计需求包含电气和机构这两部分。通常在设计非常高速的PCB板子(大于GHz的频率)时这材质问题会比较重要。例如，现在常用的FR-4材质，在几个GHz的频率时的介质损耗(dielectric loss)会对信号衰减有很大的影响，可能就不合用。就电气而言，要注意介电常数(dielectric constant)和介质损在所设计的频率是否合用。2、如何避免高频干扰?避免高频干扰的基本思路是尽量降低高频信号电磁场的干扰，也就是所谓的串扰(Crosstalk)。可用拉大高速信号和模拟信号之间的距离，或加ground guard/shunt traces在模拟信号旁边。还要注意数字地对模拟地的噪声干扰。3、在高速设计中，如何解决信号的完整性问题?信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻抗(output impedance)，走线的特性阻抗，负载端的特性，走线的拓朴(topology)架构等。解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。

江苏厂家线路板贴片从IC芯片的发展及封装形式来看，芯片体积越来越小、引脚数越来越多;同时，由于近年来IC工艺的发展，使得其速度也越来越高。线路板贴片生产商这就带来了一个问题，即电子设计的体积减小导致电路的布局布线密度变大，而同时信号的频率还在提高，从而使得如何处理高速信号问题成为一个设计能否成功的关键因素。随着电子系统中逻辑复杂度和时钟频率的迅速提高，信号边沿不断变陡，印刷电路板的线迹互连和板层特性对系统电气性能的影响也越发重要。对于低频设计，线迹互连和板层的影响可以不考虑，但当频率超过50 MHz时，互连关系必须考虑，而在*定系统性能时还必须考虑印刷电路板板材的电参数。因此，高速系统的设计必须面对互连延迟引起的时序问题以及串扰、传输线效应等信号完整性(Signal Integrity，SI)问题。当硬件工作频率增高后，每一根布线网络上的传输线都可能成为发射天线，对其他电子设备产生电磁辐射或与其他设备相互干扰，从而使硬件时序逻辑产生混乱。电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)的标准提出了解决硬件实际布线网络可能产生的电磁辐射干扰以及本身抵抗外部电磁干扰的基本要求。1 高速数字电路设计的几个基本概念在高速数字电路中，由于串扰、反射、过冲、振荡、地弹、偏移等信号完整性问题，本来在低速电路中无需考虑的因素在这里就显得格外重要;另外，随着现有电气系统耦合结构越来越复杂，电磁兼容性也变成了一个不能不考虑的问题。要解决高速电路设计的问题，首先需要真正明白高速信号的概念。高速不是就频率的高低来说的，而是由信号的边沿速度决定的，一般认为上升时间小于4倍信号传输延迟时可视为高速信号。即使在工作频率不高的系统中，也会出现信号完整性的问题。这是由于随着集成电路工艺的提高，所用器件I/O端口的信号边沿比以前更陡更快，因此在工作时钟不高的情况下也属于高速器件，随之带来了信号完整性的种种问题。

这里主要是说了从PCB设计封装来解析选择元件的技巧。元件的封装包含很多信息，包含元件的尺寸，特别是引脚的相对位置关系，还有元件的焊盘类型。当然我们根据元件封装选择元件时还有一个要注意的地方是要考虑元件的外形尺寸。引脚位置关系：主要是指我们需要将实际的元件的引脚和PCB元件的封装的尺寸对应起来。我们选择不同的元件，虽然功能相同，但是元件的封装很可能不一样。我们需要保证PCB焊盘尺寸位置正确才能保证元件能正确焊接。焊盘的选择：这个是我们需要考虑的比较多的地方。首先包括焊盘的类型。其类型包括两种，一是电镀通孔，一种是表贴类型。我们需要考虑的因素有器件成本、可用性、器件面积密度和功耗等因数。从制造角度看，表贴器件通常要比通孔器件便宜，而且一般可用性较高。对于我们一般设计来说，我们选择表贴元件，不仅方便手工焊接，而且有利于查错和调试过程中更好的连接焊盘和信号。其次我们还应该注意焊盘的位置。因为不同的位置，就代表元件实际当中不同的位置。我们如果不合理安排焊盘的位置，很有可能就会出现一个区域元件过密，而另外一个区域元件很稀疏的情况，当然情况更糟糕的是由于焊盘位置过近，导致元件之间空隙过小而无法焊接，下面就是我失败的一个例子，我在一个光耦开关旁边开了通孔，但是由于它们的位置过近，导致光耦开关焊接上去以后，通孔无法再放置螺丝了。

一、PCB沉金采用的是化学沉积的方法，通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层，一般厚度较厚，是化学镍金金层沉积方法的一种，可以达到较厚的金层。二、PCB镀金采用的是电解的原理，也叫电镀方式。其他金属表面处理也多数采用的是电镀方式。在实际产品应用中，90%的金板是沉金板，因为镀金板焊接性差是他的致命缺点，也是导致很多公司放弃镀金工艺的直接原因!沉金工艺在印制线路表面上沉积颜色稳定，光亮度好，镀层平整，可焊性良好的镍金镀层。基本可分为四个阶段：前处理(除油，微蚀，活化、后浸)，沉镍，沉金，后处理(废金水洗，DI水洗，烘干)。沉金厚度在0.025-0.1um间。金应用于电路板表面处理，因为金的导电性强，抗氧化性好，寿命长，而镀金板与沉金板最根本的区别在于，镀金是硬金(耐磨)，沉金是软金(不耐磨)。1、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金对于金的厚度比镀金要厚很多，沉金会呈金黄色，较镀金来说更黄(这是区分镀金和沉金的方法之一)，镀金的会稍微发白(镍的颜色)。2、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金相对镀金来说更容易焊接，不会造成焊接不良。沉金板的应力更易控制，对有邦定的产品而言，更有利于邦定的加工。同时也正因为沉金比镀金软，所以沉金板做金手指不耐磨(沉金板的缺点)。3、PCB沉金板只有焊盘上有镍金，趋肤效应中信号的传输是在铜层不会对信号有影响。4、沉金较镀金来说晶体结构更致密，不易产成氧化。5、随着电路板加工精度要求越来越高，线宽、间距已经到了0.1mm以下。镀金则容易产生金丝短路。沉金板只有焊盘上有镍金，所以不容易产成金丝短路。

随着PCB设计复杂度的逐步提高，对于信号完整性的分析除了反射，串扰以及EMI之外，稳定可靠的电源供应也成为设计者们重点研究的方向之一。尤其当开关器件数目不断增加，核心电压不断减小的时候，电源的波动往往会给系统带来致命的影响，于是人们提出了新的名词：电源完整性，简称PI(powerintegrity)。当今国际市场上，IC设计比较发达，但电源完整性设计还是一个薄弱的环节。因此本文提出了PCB板中电源完整性问题的产生，分析了影响电源完整性的因素并提出了解决PCB板中电源完整性问题的优化方法与经验设计，具有较强的理论分析与实际工程应用价值。二、电源噪声的起因及分析对于电源噪声的起因我们通过一个与非门电路图进行分析。图1中的电路图为一个三输入与非门的结构图，因为与非门属于数字器件，它是通过“1”和“0”电平的切换来工作的。随着IC技术的不断提高，数字器件的切换速度也越来越快，这就引进了更多的高频分量，同时回路中的电感在高频下就很容易引起电源波动。如在图1中，当与非门输入全为高电平时，电路中的三极管导通，电路瞬间短路，电源向电容充电，同时流入地线。此时由于电源线和地线上存在寄生电感，我们由公式V=LdI/dt可知，这将在电源线和地线上产生电压波动，如图2中所示的电平上升沿所引入的ΔI噪声。当与非门输入为低电平时，此时电容放电，将在地线上产生较大的ΔI噪声;而电源此时只有电路的瞬间短路所引起的电流突变，由于不存在向电容充电而使电流突变相对于上升沿来说要小。从对与非门的电路进行分析我们知道，造成电源不稳定的根源主要在于两个方面：一是器件高速开关状态下，瞬态的交变电流过大;