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。回損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(zhì)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(zhì)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?。?。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(diào)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(zhuǎn)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(zhì)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。 [...]

覆銅作為PCB設計的一個重要環(huán)節(jié)，不管是國產(chǎn)的PCB設計軟件，還國外的一些Protel，PowerPCB都提供了智能覆銅功能，那么怎樣才能敷好銅，我將自己一些想法與大家一起分享，希望能給同行帶來益處。 所謂覆銅，就是將PCB上閑置的空間作為基準面，然后用固體銅填充，這些銅區(qū)又稱為灌銅。覆銅的意義在于，減小地線阻抗，提高抗干擾能力;降低壓降，提高電源效率;與地線相連，還可以減小環(huán)路面積。也出于讓PCB焊接時盡可能不變形的目的，大部分PCB生產(chǎn)廠家也會要求PCB設計者在PCB的空曠區(qū)域填充銅皮或者網(wǎng)格狀的地線，覆銅如果處理的不當，那將得不賞失，究竟覆銅是“利大于弊”還是“弊大于利”? 大家都知道在高頻情況下，印刷電路板上的布線的分布電容會起作用，當長度大于噪聲頻率相應波長的1/20 時，就會產(chǎn)生天線效應，噪聲就會通過布線向外發(fā)射，如果在PCB 中存在不良接地的覆銅話，覆銅就成了傳播噪音的工具，因此，在高頻電路中，千萬不要認為，把地線的某個地方接了地，這就是“地線”，一定要以小于λ/20 的間距，在布線上打過孔，與多層板的地平面“良好接地”。如果把覆銅處理恰當了，覆銅不僅具有加大電流，還起了屏蔽干擾的雙重作用。 覆銅一般有兩種基本的方式，就是大面積的覆銅和網(wǎng)格銅，經(jīng)常也有人問到，大面積覆銅好還是網(wǎng)格覆銅好，不好一概而論。為什么呢?大面積覆銅，具備了加大電流和屏蔽雙重作用，但是大面積覆銅，如果過波峰焊時，板子就可能會翹起來，甚至會起泡。因此大面積覆銅，一般也會開幾個槽，緩解銅箔起泡，單純的網(wǎng)格覆銅主要還是屏蔽作用，加大電流的作用被降低了，從散熱的角度說，網(wǎng)格有好處(它降低了銅的受熱面)又起到了一定的電磁屏蔽的作用。但是需要指出的是，網(wǎng)格是使由交錯方向的走線組成的，我們知道對于電路來說，走線的寬度對于電路板的工作頻率是有其相應的“電長度“的(實際尺寸除以工作頻率對應的數(shù)字頻率可得，具體可見相關書籍)，當工作頻率不是很高的時候，或許網(wǎng)格線的作用不是很明顯，一旦電長度和工作頻率匹配時，就非常糟糕了，你會發(fā)現(xiàn)電路根本就不能正常工作，到處都在發(fā)射干擾系統(tǒng)工作的信號。所以對于使用網(wǎng)格的同仁，我的建議是根據(jù)設計的電路板工作情況選擇，不要死抱著一種東西不放。因此高頻電路對抗干擾要求高的多用網(wǎng)格，低頻電路有大電流的電路等常用完整的鋪銅。 說了這么多，那么我們在覆銅中，為了讓覆銅達到我們預期的效果，那么覆銅方面需要注意那些問題： 1.如果PCB的地較多，有SGND、AGND、GND，等等，就要根據(jù)PCB板面位置的不同，分別以最主要的“地”作為基準參考來獨立覆銅，數(shù)字地和模擬地分開來覆銅自不多言，同時在覆銅之前，首先加粗相應的電源連線：5.0V、3.3V等等，這樣一來，就形成了多個不同形狀的多變形結構。 2.對不同地的單點連接，做法是通過0歐電阻或者磁珠或者電感連接; [...]

在電子產(chǎn)品更新飛快的現(xiàn)在，PCB的印制從以前的單層板擴展到雙層板以及高精度要求更復雜的多層板。因此，電路板孔的加工要求就越來越多，比如：孔徑越來越小，孔與孔的間距越來越小。據(jù)了解現(xiàn)在板廠用的比較多的就是環(huán)氧樹脂基復合材料，對孔大小的定義是直徑0.6mm以下為小孔，0.3mm以下為微孔。今天我就來介紹下微小孔的加工方法：機械鉆削。 我們?yōu)榱吮ＷC較高的加工效率和孔的質(zhì)量，減少不良品的比列。機械鉆削過程中，要考慮到軸向力和切削扭矩兩個因素這可能直接或者間接影響孔的質(zhì)量。軸向力和扭矩隨著進給量、切削層的厚度也會增加，那么切削速度進而增大，這樣單位時間內(nèi)切割纖維的數(shù)量就增大，刀具磨損量也會迅速增大。所以不同大小的孔，鉆刀的壽命也是不一樣的，操作人員要對設備的性能熟悉及時更換鉆刀。這也是微小孔為什么加工的成本要高些的原因。 軸向力中靜態(tài)分力FS影響橫刃廣德切削，而動態(tài)分力FD主要影響主切削刃的切削，動態(tài)分力FD對表面粗糙度的影響比靜態(tài)分力FS要大。一般會有預制孔孔徑小于0.4mm時，靜態(tài)分力FS隨孔徑的增大而急劇減小，而動態(tài)分力FD減小的趨勢較平坦。 PCB鉆頭的磨損與切削速度、進給量、槽孔的大小有關。鉆頭半徑對玻璃纖維寬度的比值對刀具壽命影響較大，比值越大，刀具切削纖維束寬度也越大，刀具磨損也隨之增大。在實際應用中，0.3mm的鉆刀壽命可鉆 3000個孔。鉆刀越大，鉆的孔越少。 為了防止鉆孔時遇到分層、孔壁損壞、污斑、毛刺這些問題，我們可以在分層的時候先在下面放一個2.5mm厚度的墊板，把覆銅板放在墊板上面，接著在覆銅板上面再放上鋁片，鋁片的作用是1.保護板面不會擦花。 2.散熱好，鉆頭在鉆的時候會產(chǎn)生熱量。 3.緩沖作用/引鉆作用，防止偏孔。減少毛刺的方法是采用振動鉆削的技術，使用硬質(zhì)合金鉆頭鉆削、硬度好，刀具的尺寸和結構也需要調(diào)整。

對于以下基本概念的理解非常重要，掌握有關數(shù)模混合設計的基本概念，有助于理解后面制定得很嚴格的布局和布線設計規(guī)則，從而在終端產(chǎn)品數(shù)?；旌系脑O計時，不會輕易打折執(zhí)行其中的重要約束規(guī)則。并且有助于靈活有效地處理數(shù)?；旌显O計方面可能遇到的串擾問題。 1.模擬信號與數(shù)字信號在抗干擾能力方面的重要區(qū)別 數(shù)字信號電平有較強的抗干擾能力，而模擬信號的抗干擾能力很差。 舉個例子，3V 電平的數(shù)字信號，即使接收到 0.3V 的串擾信號，也可以容忍，不會對邏輯狀態(tài)產(chǎn)生影響。但在模擬信號領域，有些信號極微弱，例如 GSM 手機的接收靈敏度能夠做到-110dBm 的指標，僅相當于 [...]

通過對過孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡單的過孔往往也會給電路的設計帶來很大的負面效應。為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響，在設計中可以盡量做到： 1、從成本和信號質(zhì)量兩方面考慮，選擇合理尺寸的過孔大小。比如對6-10層的內(nèi)存模塊PCB設計來說，選用10/20Mil(鉆孔/焊盤)的過孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil的過孔。目前技術條件下，很難使用更小尺寸的過孔了。對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗。 2、上面討論的兩個公式可以得出，使用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)。 3、PCB板上的信號走線盡量不換層，也就是說盡量不要使用不必要的過孔。 4、電源和地的管腳要就近打過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好，因為它們會導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗。 5、在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過孔。當然，在設計時還需要靈活多變。前面討論的過孔模型是每層均有焊盤的情況，也有的時候，我們可以將某些層的焊盤減小甚至去掉。 特別是在過孔密度非常大的情況下，可能會導致在鋪銅層形成一個隔斷回路的斷槽，解決這樣的問題除了移動過孔的位置，我們還可以考慮將過孔在該鋪銅層的焊盤尺寸減小。

印制電路板PCB （ Printed Circuit Board）是承載電子元器件并連接電路的橋梁，作為“電子產(chǎn)品之母”，被廣泛應用于通訊、消費電子、計算機、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療器械、國防及航空航天等領域，是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)品中不可或缺的電子元器件。 PCB自20世界30年代中期發(fā)明至今已有80余年。歷史表明：沒有線路板，沒有電子線路，飛行、交通、原子能、計算機、宇航、通信、家電……這一切都無法實現(xiàn)。 道理很容易理解：芯片，IC，集成電路是電子信息工業(yè)的糧食，半導體技術體現(xiàn)了一個國家的工業(yè)現(xiàn)代化水平，引導電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而半導體（集成電路、 IC）的電氣互連和裝配必須靠PCB。 可見，無PCB，不電子。 對電子而言，PCB的重要性不言而喻。而對于想學習或正在學習PCB或電子的同學，我們有一點小建議： [...]

本文就旁路電容、電源、地線設計、電壓誤差和由PCB布線引起的電磁干擾(EMI)等幾個方面，討論模擬和數(shù)字布線的基本相似之處及差別。 工程領域中的數(shù)字設計人員和數(shù)字電路板設計專家在不斷增加，這反映了行業(yè)的發(fā)展趨勢。盡管對數(shù)字設計的重視帶來了電子產(chǎn)品的重大發(fā)展，但仍然存在，而且還會一直存在一部分與模擬或現(xiàn)實環(huán)境接口的電路設計。模擬和數(shù)字領域的布線策略有一些類似之處，但要獲得更好的結果時，由于其布線策略不同，簡單電路布線設計就不再是最優(yōu)方案了。本文就旁路電容、電源、地線設計、電壓誤差和由PCB布線引起的電磁干擾(EMI)等幾個方面，討論模擬和數(shù)字布線的基本相似之處及差別。 模擬和數(shù)字布線策略的相似之處 旁路或去耦電容 在布線時，模擬器件和數(shù)字器件都需要這些類型的電容，都需要靠近其電源引腳連接一個電容，此電容值通常為0.1uF。系統(tǒng)供電電源側需要另一類電容，通常此電容值大約為10uF。 這些電容的位置如圖1所示。電容取值范圍為推薦值的1/10至10倍之間。但引腳須較短，且要盡量靠近器件(對于0.1uF電容)或供電電源(對于10uF電容)。 在電路板上加旁路或去耦電容，以及這些電容在板上的位置，對于數(shù)字和模擬設計來說都屬于常識。但有趣的是，其原因卻有所不同。在模擬布線設計中，旁路電容通常用于旁路電源上的高頻信號，如果不加旁路電容，這些高頻信號可能通過電源引腳進入敏感的模擬芯片。一般來說，這些高頻信號的頻率超出模擬器件抑制高頻信號的能力。如果在模擬電路中不使用旁路電容的話，就可能在信號路徑上引入噪聲，更嚴重的情況甚至會引起振動。 ? 圖1 在模擬和數(shù)字PCB設計中，旁路或去耦電容(0.1uF)應盡量靠近器件放置。供電電源去耦電容(10uF)應放置在電路板的電源線入口處。所有情況下，這些電容的引腳都應較短 [...]