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PCB中针对过孔进行无盘化设计的优势

cathy 提交于

在介绍过孔无盘工艺之前,我们先来看一下正常过孔是怎么样的。

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这是一个正常的过孔,钻孔、过孔焊环、反焊盘....拥有标准过孔的一切,相信大家已经熟悉的不能再熟悉。

过孔的贯通孔用于连接PCB的各层,而孔的焊环则负责将信号引出。周围的铜皮对于非相同网络过孔的避让距离就是反焊盘。

既然信号是由焊环引出,那么在不引出信号线的层,这个焊环是否可以去掉?

这里以一个六层板为例,假设我们的信号需要从顶层通过过孔传输到底层,那么必要的焊环就只有顶层和底层的焊环,中间的所有焊环都可以去掉。

掀起PCB板电磁相容的“盖头”

cathy /

有人说过,世界上只有两种电子工程师:经历过电磁干扰的和没有经历过电磁干扰的。伴随着PCB信号频率的提升,电磁兼容设计是我们电子工程师不得不考虑的问题。面对一个设计,当进行一个产品和设计的EMC分析时,有以下5个重要属性需考虑:

(1)关键器件尺寸:产生辐射的发射器件的物理尺寸。射频(RF)电流将会产生电磁场,该电磁场会通过机壳泄漏而脱离机壳。PCB上的走线长度作为传输路径对射频电流具有直接的影响。

(2)阻抗匹配:源和接收器的阻抗,以及两者之间的传输阻抗。

(3)干扰信号的时间特性:这个问题是连续(周期信号)事件,还是仅仅存在于特定操作周期(例如单次事件可能是某次按键操作或者上电干扰,周期性的磁盘驱动操作或网络突发传输)。

(4)干扰信号的强度:源能量级别有多强,并且它产生有害干扰的潜力有多大。

(5)干扰信号的频率特性:使用频谱仪进行波形观察,观察问题出现在频谱的哪个位置,便于找到问题的所在。

另外,一些低频电路的设计习惯需要注意。例如我惯用的单点接地对于低频应用是非常适合的,但是和公司大牛聊天,发现不适合于射频信号场合,因为射频信号场合存在更多的EMI问题。相信有些工程师会将单点接地应用到所有产品设计中,而没有认识到使用这种接地方法可能会产生更多或更复杂的电磁兼容问题。

这16种PCB焊接缺陷,有哪些危害?

cathy /

电路板常见焊接缺陷有很多种,下图所示为常见的十六种焊接缺陷。

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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。

<strong>一、虚焊</strong>

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。

<strong>二、焊料堆积</strong>

1、外观特点

焊点结构松散、白色、无光泽。

2、危害

PCB抑制干扰设计的47个原则(二)

cathy /

在上一篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100046723.html">PCB抑制干扰设计的47个原则(一)</a>”中,我们介绍了PCB抑制干扰设计的22个原则。在本文中,我们将介绍其余25个原则。

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原则23:“干净地”上,除了滤波和防护器件之外,不能放置任何其它器件。

PCB抑制干扰设计的47个原则(一)

cathy /

<strong>辐射产生</strong>

辐射是由电流而非电压引起的。静态电荷产生静电场,恒定电流产生磁场,时变电流既产生电场又产生磁场。任何电路中都存在共模电流和差模电流,差模信号携带数据或有用信号,共模信号是差模模式的负面效果。

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<strong>差模电流</strong>

大小相等,方向(相位)相反。由于走线的分布,电容、电感、信号走线阻抗不连续,以及信号回流路径流过了意料之外的通路等,差模电流会转换成共模电流。

<strong>共模电流</strong>

PCB上的立碑不良缺陷

cathy 提交于

PCB上的立碑(tombstone)也叫曼哈顿吊桥或吊桥效应等,是一种片式(无源)元器件组装缺陷状况,其成因是零件两端的锡膏融化时间不一致,而导致片式元件两端受力不均,这种片式元件自身质量比较轻,在应力的作用下就会造成一边翘起,形象的称之为立碑。

也许纯文字描述大家不太好理解,这里分享一份SMT立碑现象发生过程的视频供大家参考。

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在回流前或锡膏熔化前,由于锡膏中凝胶成分的作用,元件两端受到锡膏的粘附力(f)以及本身所受重力(G)的作用而固定在PCB焊盘上,当PCB在轨道上启停时,元件都不会发生移动。

PCB电路中的电源完整性设计

cathy /

在电路设计中,一般我们很关心信号的质量问题,但有时我们往往局限在信号线上进行研究,而把电源和地当成理想的情况来处理,虽然这样做能使问题简化,但在高速设计中,这种简化已经是行不通的了。尽管电路设计比较直接的结果是从信号完整性上表现出来的,但我们绝不能因此忽略了电源完整性设计。因为电源完整性直接影响最终PCB板的信号完整性。电源完整性和信号完整性二者是密切关联的,而且很多情况下,影响信号畸变的主要原因是电源系统。例如,地反弹噪声太大、去耦电容的设计不合适、回路影响很严重、多电源/地平面的分割不好、地层设计不合理、电流不均匀等等。

<strong>1)电源分配系统</strong>

电源完整性设计是一件十分复杂的事情,但是如何控制电源系统(电源和地平面)之间的阻抗是设计的关键。理论上讲,电源系统间的阻抗越低越好,阻抗越低、噪声幅度越小,电压损耗越小。实际设计中,我们可以通过规定最大的电压和电源变化范围来确定我们希望达到的目标阻抗,然后通过调整电路中的相关因素使电源系统各部分的阻抗(与频率有关)目标阻抗去逼近。

<strong>2)地反弹</strong>

为什么PCB板上要镀金和镀银?

cathy /

很多DIY玩家会发现,市场中各种各样的板卡产品所使用的PCB颜色五花八门,令人眼花缭乱。比较常见的PCB颜色有黑色、绿色、蓝色、黄色、紫色、红色和棕色。一些厂商还别出心裁地开发了白色、粉色等不同色彩的PCB。

在传统的印象中,黑色PCB似乎定位于高端应用,而红色、黄色等则是低端专用,那实时是否确实如此呢?

<strong>没有涂覆阻焊漆的PCB铜层暴露在空气中极易氧化</strong>

我们知道PCB正反两面都是铜层,在PCB的生产中,铜层无论采用加成法还是减成法制造,最后都会得到光滑无保护的表面。铜的化学性质虽然不如铝、铁、镁等活泼,但在有水的条件下,纯铜和氧气接触极易被氧化;因为空气中存在氧气和水蒸气,所以纯铜表面在和空气接触后很快会发生氧化反应。由于PCB中铜层的厚度很薄,因此氧化后的铜将成为电的不良导体,会极大地损害整个PCB的电气性能。

为了阻止铜氧化,也为了在焊接时将PCB的焊接部分和非焊接部分分开,还为了保护PCB表层,工程师们发明了一种特殊的涂料。这种涂料能够轻松涂刷在PCB表面,形成具有一定厚度的保护层,并阻断铜和空气的接触。这层涂层叫做阻焊层,使用的材料为阻焊漆。

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