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高速PCB設計指南

高速PCB設計指南之二

第一篇 高密度(HD)電路的設計

本文介紹，許多人把晶片規模的ＢＧＡ封裝看作是由攜帶型電子産品所需的空間限制的

一個可行的解決方案，它同時滿足這些産品更高功能與性能的要求。爲攜帶型産品的高密度電路設計應該爲裝配工藝著想。

當爲今天價值推動的市場開發電子産品時，性能與可靠性是最優先考慮的。爲了在這個市場上競爭，開發者還必須注重裝配的效率，因爲這樣可以控制製造成本。電子産品的技術進步和不斷增長的複雜性正産生對更高密度電路製造方法的需求。當設計要求表面貼裝、密間距和向量封裝的積體電路ＩＣ時，可能要求具有較細的線寬和較密間隔的更高密度電路板。可是，展望未來，一些已經在供應微型旁路孔、序列組裝電路板的公司正大量投資來擴大能力。這些公司認識到攜帶型電子産品對更小封裝的目前趨勢。單是通信與個人計算産品工業就足以領導全球的市場。

高密度電子産品的開發者越來越受到幾個因素的挑戰：物理複雜元件上更密的引腳間隔、財力貼裝必須很精密、和環境許多塑膠封裝吸潮，造成裝配處理期間的破裂。物理因素也包括安裝工藝的複雜性與最終産品的可靠性。進一步的財政決定必須考慮産品將如何製造和裝配設備效率。較脆弱的引腳

第一篇PCB基本概念

1、“层(Layer) ”的概念

与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所不同，Protel的“层”不是虚拟的，而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今，由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求，一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔，例如，现在的计算机主板所用的印制板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层（如软件中的Ground Lever和Power Lever），并常用大面积填充的办法来布线（如软件中的External P1ate和Fill）。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔（Via）”来沟通。有了以上解释，就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子，不少人布线完成，到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘，其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念，没把自己绘制封装的焊盘特性定义为“多层”（Multi-Layer）的缘故。要提醒的是，一旦选定了所用印制板的层数，务必关闭那些未被使用的层，免得惹事生非走弯路。

2、过孔(

PCB封装大全

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

整流桥：BRIDGE1,BRIDGE2: 封装属性为D系列（D-44，D-37，D-46）

电阻： AXIAL0.3-AXIAL0.7 其中0.4-0.7指电阻的长度，一般用AXIAL0.4 瓷片电容：RAD0.1-RAD0.3。 其中0.1-0.3指电容大小，一般用RAD0.1 电解电容：RB.1/.2-RB.4/.8 其中.1/.2-.4/.8指电容大小。一般<100uF用 RB.1/.2,100uF-470uF用RB.2/.4,>470uF用RB.3/.6

二极管： DIODE0.4-DIODE0.7 其中0.4-0.7指二极管长短，一般用DIODE0.4 发光二极管：RB.1/.2

集成块： DIP8-DIP40, 其中８－４０指

崗速PCB 设计指南

高速PCB 设计指南之七

第一篇PCB 基本概念

1、“层(Layer)”的槪念

与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有 所同，Protcl 的“层”不是虚拟的，而是印刷板材料本身实实在在的各■铜箔层。现今，由于电 子线路的元件密集安装。防于扰和布线等特殊要求，一些较新的电子产品中所用的印刷板不 仅有上下两而供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔，例如，现在的计算机主 板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电 源布线层(如软件中的Ground Dever 和Power Dever).并常用大而积填充的办法来布线(如 软件中的External Plalle 和Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中 提到的所谓“过孔(Via) ”来沟通。有了以上解释，就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置” 的有关概念了。举个简单的例子，不少人布线完成，到打印出来时方才发现很多连线的终端 都没有焊盘，其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念，没把自己绘制封装的焊盘特性 定义为”多层(Mulii -Layci")的缘故。要提醒的是，一旦选楚了

崗速PCB 设计指南

高速PCB 设计指南之七

第一篇PCB 基本概念

1、“层(Layer)”的槪念

与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有 所同，Protcl 的“层”不是虚拟的，而是印刷板材料本身实实在在的各■铜箔层。现今，由于电 子线路的元件密集安装。防于扰和布线等特殊要求，一些较新的电子产品中所用的印刷板不 仅有上下两而供走线，在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔，例如，现在的计算机主 板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电 源布线层(如软件中的Ground Dever 和Power Dever).并常用大而积填充的办法来布线(如 软件中的External Plalle 和Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中 提到的所谓“过孔(Via) ”来沟通。有了以上解释，就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置” 的有关概念了。举个简单的例子，不少人布线完成，到打印出来时方才发现很多连线的终端 都没有焊盘，其实这是自己添加器件库时忽略了“层”的概念，没把自己绘制封装的焊盘特性 定义为”多层(Mulii -Layci")的缘故。要提醒的是，一旦选楚了

高速PCB布线实践指南 (下)

接地平面

实际上需要讨论的内容远不止本文提到的这些，但是我们会重点突出一些关键特性并鼓励读者进一步探讨这个问题。

接地平面起到公共基准电压的作用，提供屏蔽，能够散热和减小寄生电感(但它也会增加寄生电容)的功能。虽然使用接地平面有许多好处，但是在实现时也必须小心，因为它对能够做的和不能够做的都有一些限制。

理想情况下，PCB有一层应该专门用作接地平面。这样当整个平面不被破坏时才会产生最好的结果。千万不要挪用此专用层中接地平面的区域用于连接其它信号。由于接地平面可以消除导体和接地平面之间的磁场，所以可以减小印制线电感。如果破坏接地平面的某个区域，会给接地平面上面或下面的印制线引入意想不到的寄生电感。 因为接地平面通常具有很大的表面积和横截面积，所以使接地平面的电阻保持最小值。在低频段，电流会选择电阻最小的路径，但是在高频段，电流会选择阻抗最小的路径。

然而也有例外，有时候小的接地平面会更好。如果将接地平面从输入或者输出焊盘下挪开，高速运算放大器会更好地工作。因为在输入端的接地平面引入的寄生电容，增加了运算放大器的输入电容，减小了相位裕量，从而造成不稳定性。正如在寄生效应一节的讨论中所看到的，运

精品资料推荐

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电磁场高速自动扫描技术在高速 PCB 设计 中的应用 电磁兼容测试对即将进入市场的电子产品是非常重要的一项测 试，但以往的测试只能得出能否通过的结果， 不能提供更多有用 信息。本文介绍利用高速自动扫描技术测量电磁辐射， 检测 PCB 板上电磁场的变化情况， 使工程技术人员在进行电磁兼容性标准 测试前就能发现相关问题并及时予以纠正。

随着当今电子产品主频提高、布线密度增加以及大量 BGA 封 装器件和高速逻辑器件的使用，设计人员不得不通过增加 PCB 板的层数来减少信号与信号间的相互影响。 同时在大量便携式终 端设备中， 为了降低系统功耗必须采用多电平方案， 而这些设备 还有模拟或者 RF 电路，需要采用多种地，又必须使用电源平面 和地平面分割的技术。因此 PCB 板上的信号之间存在大量辐射 干扰， 造成设备功能故障或者工作不稳定， 而且所有信号对外形 成很强电磁辐射， 使得 EMC 测试也成为产品上市的一个障碍。

目前大部分硬件工程师还只是凭经验来设计 PCB ，在调试过 程中，很多需要观测的信号线或者芯片引脚被埋在 PCB 中间层， 无法使用示波器等工具去探测， 如果产品不能通过功能测试， 他 们也没有有效的手段去查找问题的原因。

电源pcb设计指南 包括：PCB安规、emc、布局布线、PCB热设计、PCB工艺

导读

1.安规距离要求部分 2.抗干扰、EMC部分 3.整体布局及走线部分 4.热设计部分 5.工艺处理部分

1.安规距离要求部分

安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离。

1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 一、爬电距离和电气间隙距离要求，可参考NE61347-1-2-13/GB19510.14.

（1）、爬电距离:输入电压50V-250V时，保险丝前L—N≥2.5mm，输入电压250V-500V时，保险丝前L—N≥5.0mm；电气间隙:输入电压50V-250V时，保险丝前L—N≥1.7mm， 输入电压250V-500V时，保险丝前L—N≥3.0mm；保险丝之后可不做要求，但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。

（2）、一次侧交流对直流部分≥2.0mm

（3）、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地

（4）、一次侧对二次侧≥6.4mm，如光耦、Y 电容等元器零件脚间距≤6.4mm 要开槽。 （5

pcb设计四

高速PCB设计指南之四

第一篇 印制电路板的可靠性设计

目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。

一、 地线设计

在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点：

1. 正确选择单点接地与多点接地

低频电路中，信号的工作频率小于1MHz，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时应尽量降低地线阻抗，应采用就近多点接地。当工作频率在1～10MHz时，如果采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。

2. 将数字电路与模拟电路分开

电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分开，而两者的地线不要相混，分别与电源

文章针对信号频率超过GHz的高速串行信号带来的新的信号完整性问题,如：趋肤效应、介质损耗、码间串扰等进行了详细的分析;研究了这些信号完整性问题对于SI仿真的影响;给出解决GHz信号完整性问题的方案,并验证了方案的有效性。

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第 7卷第 4期20 0 6年 1 2月

信息 _ 1 2程大学学报J u a fIf r a in E gn e n i ri o r lo no m t n ie r g Unv s y n o i e t

V0 . I 7 No. 4 De 2 o e. o 6

高速 P B设计中 G z C H串行信号的完整性分析与仿真吕平杜晓宁兰巨龙 ,,(. 1信息工程大学信息工程学院，河南郑州 400;2信息工程大学政治部， 50 2 .河南郑州 40 0 ) 50 2

摘要：文章针对信号频率超过 G z的高速串行信号带来的新的信号完整性 1,:肤效 H ' 7题如趋应、介质损耗、间串扰等进行了详细的分析；究了这些信号完整性问题对于 s仿真的影码研 I响；出解决 G z号完整性 1的方案，给 H信" 7题并验证了方案的有效性。 关键词：串行器/串器；号完整性；耗；解信损预加重；图眼中图分类号：N 2 .1 T 99