FR4板材
FR-4就是玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂覆銅板,線(xiàn)路板中的一種基材,可以分為一般FR4板材和高TG FR4板材,Tg是玻璃轉化溫度,即熔點(diǎn)。電路板必須耐燃,在一定溫度下不能燃燒,只能軟化。這時(shí)的溫度點(diǎn)就叫做玻璃態(tài)轉化溫度(Tg點(diǎn)),這個(gè)值關(guān)系到PCB板的尺寸安定性。
一般Tg的板材為130度以上,高Tg一般大于170度,中等Tg約大于150度。通常Tg≥170℃的PCB印制板,稱(chēng)作高Tg印制板?;宓腡g提高了,印制板的耐熱性、耐潮濕性、耐化學(xué)性、耐穩定性等特征都會(huì )提高和改善。TG值越高,板材的耐溫度性能越好,尤其在無(wú)鉛制程中,高Tg應用比較多。
阻抗匹配
阻抗匹配(impedance matching)主要用于傳輸線(xiàn)上,以此來(lái)達到所有高頻的微波信號均能傳遞至負載點(diǎn)的目的,而且幾乎不會(huì )有信號反射回來(lái)源點(diǎn),從而提升能源效益。
信號源內阻與所接傳輸線(xiàn)的特性阻抗大小相等且相位相同,或傳輸線(xiàn)的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同,分別稱(chēng)為傳輸線(xiàn)的輸入端或輸出端處于阻抗匹配狀態(tài),簡(jiǎn)稱(chēng)為阻抗匹配。
PCB中常見(jiàn)的阻抗控制值有:100歐姆差分阻抗,90歐姆差分阻抗以及單端50歐姆阻抗。
表面處理
PCB 板表面處理一般分為幾種,為了更好的了解自己的PCB設計各項問(wèn)題,現進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹:
1)噴錫,噴錫是電路板行內最常見(jiàn)的表面處理工藝,它具有良好的可焊接性,可用于大部分電子產(chǎn)品。噴錫板對其他表面處理來(lái)說(shuō),它成本低、可焊接性好的優(yōu)點(diǎn);其不足之處是表面沒(méi)有沉金平整,特別是大面積開(kāi)窗的時(shí)候,更容易出現錫不平整的現象。
2)沉錫,沉錫跟噴錫的不同點(diǎn)在于它的平整度好,但不足之處是極容易氧化發(fā)黑。
3)沉金,只要是“沉”其平整度都比“噴”的工藝要好。沉金是無(wú)鉛的,沉金一般用于金手指、按鍵板,因為金的電阻小,所以接觸性的必須要用到金,如手機的按鍵板燈。沉金是軟金,對于經(jīng)常要插拔的要用鍍金,沉金主要是沉鎳金。
4)鍍金,在沉金中已經(jīng)提到鍍金,鍍金有個(gè)致命的不足時(shí)其焊接性差,但其硬度比沉金好。在MID和VR的設計中一般不用這種工藝。
小助手提示:如果對于平整度有要求,如對頻率有要求的阻抗電路板(如微帶線(xiàn))盡量用沉金工藝;一般帶有BGA的MID板卡都用沉金工藝。
5)OSP,它主要靠藥水與焊接銅皮之間的反應產(chǎn)生可焊接性,唯一的好處是生產(chǎn)快,成本低;但是因其可焊接性差、容易氧化,電路板行內一般用得比較少。
芯板(Core)/PP片(半固化片)
將補強材料浸以樹(shù)脂,一面或兩面覆以銅箔,經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料,稱(chēng)為覆銅箔層壓板。它是做PCB的基本材料,常叫基材。當它用于多層板生產(chǎn)時(shí),也叫芯板(CORE)。
樹(shù)脂與載體合成的一種片狀粘結材料稱(chēng)為PP片。芯板和半固化片是用于制作壓合多層板的常見(jiàn)材料。
差分線(xiàn)
差分信號就是驅動(dòng)器端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號,接收端通過(guò)比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號的那一對走線(xiàn),就稱(chēng)為差分走線(xiàn)。
差分信號,有些也稱(chēng)差動(dòng)信號,用兩根完全一樣,極性相反的信號傳輸一路數據,依靠?jì)筛盘栯娖讲钸M(jìn)行判決。為了保證兩根信號完全一致,在布線(xiàn)時(shí)要保持并行,線(xiàn)寬、線(xiàn)間距保持不變。
信號完整性(signal integrity)
信號完整性是指信號在傳輸線(xiàn)上的質(zhì)量。信號具有良好的信號完整性是指當在需要的時(shí)候,具有所必需達到的電壓電平數值。差的信號完整性不是由某一單一因素導致的,而是板級設計中多種因素共同引起的。主要的信號完整性問(wèn)題包括反射、振蕩、地彈、串擾等。
信號反射
反射就是在傳輸線(xiàn)上的回波。信號功率(電壓和電流)的一部分傳輸到線(xiàn)上并達到負載處,但是有一部分被反射了。如果源端與負載端具有相同的阻抗,反射就不會(huì )發(fā)生了。源端與負載端阻抗不匹配會(huì )引起線(xiàn)上反射,負載將一部分電壓反射回源端。如果負載阻抗小于源阻抗,反射電壓為負;反之,如果負載阻抗大于源阻抗,反射電壓為正。布線(xiàn)的幾何形狀、不正確的線(xiàn)端接、經(jīng)過(guò)連接器的傳輸及電源平面的不連續等因素的變化,均會(huì )導致此類(lèi)反射。
反射會(huì )造成信號過(guò)沖overshoot、下沖undershoot、振鈴ringing、邊沿遲緩也就是階梯電壓波。
串擾(crosstalk)
串擾是兩條信號線(xiàn)之間的耦合,信號線(xiàn)之間的互感和互容引起線(xiàn)上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流,而感性耦合引發(fā)耦合電壓。PCB板層的參數、信號線(xiàn)間距、驅動(dòng)端和接收端的電氣特性及線(xiàn)端接方式對串擾都有一定的影響。
內電層(Inner Layer)
內電層是PCB的一種負片層,主要作用是當做電源或地的層,必要時(shí)進(jìn)行電源分割。
1)盲孔:從中間層延伸到PCB一個(gè)表面層的過(guò)孔。常見(jiàn)的有一階,二階之稱(chēng),比如一階盲孔是指第二層到TOP層的過(guò)孔或者倒數第二層到Bottom的過(guò)孔。
2)埋孔:從一個(gè)中間到另一個(gè)中間之間的過(guò)孔,不會(huì )延伸到PCB表面層。
測試點(diǎn):
一般指獨立的PTH孔、SMT PAD、金手指、Bonding手指、IC手指、BGA焊接點(diǎn)、以及客戶(hù)于插件后測試的測試點(diǎn)。
Mark點(diǎn)
Mark點(diǎn)是電路板設計中PCB應用于自動(dòng)貼片機上的位置識別點(diǎn),又稱(chēng)光學(xué)點(diǎn)位點(diǎn)。Mark點(diǎn)的選用直接影響到自動(dòng)貼片機的貼片效率。一般Mark點(diǎn)的選用與自動(dòng)貼片機的機型有關(guān)。Mark點(diǎn)一般設計成Ф1 mm(40 mil)的圓形圖形??紤]到材料顏色與環(huán)境的反差,留出比光學(xué)定位基準符號大0.5 mm(19.7 mil)的無(wú)阻焊區,也不允許有任何字符,見(jiàn)下圖所示。
同一板上的光學(xué)定位基準符號與其相鄰內層背景要相同,即三個(gè)基準符號下有無(wú)銅箔應一致。周?chē)?0mm無(wú)布線(xiàn)的孤立光學(xué)定位符號應設計一個(gè)內徑為2mm環(huán)寬1mm的保護圈,且周?chē)猩舷逻呏睆綖?.8mm的8邊形隔離銅環(huán)。
PTH(金屬化孔)/NPTH(非金屬化孔)
孔壁沉積有金屬層的孔稱(chēng)為金屬化孔,其主要用于層間導電圖形的電氣連接。反之,則為非金屬孔,一般用來(lái)作為定位孔或安裝孔。
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