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电路板系统的互连包括：芯片到电路板、PCB板内互连以及PCB与外部器件之间的三类互连。在RF设计中，互连点处的电磁特性是工程设计面临的主要问题之一，本文介绍上述三类互连设计的各种技巧，内容涉及器件安装方法、布线的隔离以及减少引线电感的措施等等。 目前有迹象表明，印刷电路板设计的频率越来越高。随着速率的不断增长，传送所要求的带宽也促使信号频率上限达到1GHz，甚至更高。这种高频信号技术虽然远远超出毫米波技术范围(30GHz)，但的确也涉及RF和低端微波技术。 RF工程设计方法必须能够处理在较高频段处通常会产生的较强电磁场效应。这些电磁场能在相邻信号线或PCB线上感生信号，导致令人讨厌的串扰(干扰及总噪声)，并且会损害系统性能。回损主要是由阻抗失配造成，对信号产生的影响如加性噪声和干扰产生的影响一样。 高回损有两种负面效应： 1、信号反射回信号源会增加系统噪声，使接收机更加难以将噪声和信号区分开来； 2、任何反射信号基本上都会使信号质量降低，因为输入信号的形状出现了变化。 尽管由于数字系统只处理1和0信号并具有非常好的容错性，但是高速脉冲上升时产生的谐波会导致频率越高信号越弱。尽管前向纠错技术可以消除一些负面效应，但是系统的部分带宽用于传输冗余，从而导致系统性能的降低。一个较好的解决方案是让RF效应有助于而非有损于信号的完整性。建议数字系统最高频率处(通常是较差点)的回损总值为-25dB，相当于VSWR为1.1。 PCB设计的目标是更小、更快和成本更低。对于RFPCB而言，高速信号有时会限制PCB设计的小型化。目前，解决串扰问题的主要方法是进行接地层管理，在布线之间进行间隔和降低引线电感(studcapacitance)。降低回损的主要方法是进行阻抗匹配。此方法包括对绝缘材料的有效管理以及对有源信号线和地线进行隔离，尤其在状态发生跳变的信号线和地之间更要进行间隔。 由于互连点是电路链上最为薄弱的环节，在RF设计中，互连点处的电磁性质是工程设计面临的主要问题，要考察每个互连点并解决存在的问题。电路板系统的互连包括芯片到电路板、PCB板内互连以及PCB与外部装置之间信号输入/输出等三类互连。 一、芯片到PCB板间的互连 [...]

串扰（CrossTalk)是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施有： 加大平行布线的间距，遵循3W规则。 在平行线间插入接地的隔离线。 减小布线层与地平面的距离。 3W规则 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。 实际PCB设计中，3W规则并不能完全满足避免串扰的要求。 按实践经验，如果没有屏蔽地线的话，印制信号线之间大于lcm以上的距离才能很好地防止串扰，因此在PCB线路布线时，就需要在噪声源信号（如时钟走线）与非噪声源信号线之间，及受EFTlB、ESD等干扰的“脏“线与需要保护的“干净”线之间，不但要强制使用3W规则，而且还要进行屏蔽地线包地处理，以防止串扰的发生。 此外，为避免PCB中出现串扰，也应该从PCB设计和布局方面来考虑，例如： 1.根据功能分类逻辑器件系列，保持总线结构被严格控制。 [...]

过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。 因此综合设计与生产，我们需要考虑以下问题： 1、全通过孔内径原则上要求0.2mm（8mil）及以上，外径的是0.4mm(16mil)以上，有困难地方必须控制在外径为0.35mm(14mil)； 按照经验PCB常用过孔尺寸的内径和外径的大小一般遵循X*2±2mil（X表示内径大小）。比如8mil内径大小的过孔可以设计成8/14mil、8/16mil或者8/18mil；比如12mil的过孔可以设计为12/22mil、12/24mil、12/26mil； 2、BGA在0.65mm及以上的设计建议不要用到埋盲孔，成本会大幅度增加。用到埋盲孔的时候一般采用一阶盲孔即可（TOP层-L2层或BOTTOM-负L2），过孔内径一般为0.1mm（4mil），外径为0.25mm（10mil） 3、过孔不能放置在小于0402电阻容焊盘大小的焊盘上；理论上放置在焊盘上引线电感小，但是生产的时候，锡膏容易进去过孔，造成锡膏不均匀造成器件立起来的现象（‘立碑’现象）。一般推荐间距为4-8mil1、过孔与过孔之间的间距不宜过近,钻孔容易引起破孔，一般要求孔间距0.5mm及以上，0.35mm-0.4mm极力避免，0.3mm及以下禁止

涨缩产生的根源由材料的特性所决定，要解决软硬结合板涨缩的问题，必须先对挠性板的材料聚酰亚胺（Polyimide）做个介绍： （1）聚酰亚胺具有优良的散热性能，可承受无铅焊接高温处理时的热冲击； （2）对于需要更强调讯号完整性的小型装置，大部份设备制造商都趋向于使用挠性电路； （3）聚酰亚胺具有较高的玻璃转移温度与高熔点的特性，一般情况下要在350 ℃以上进行加工； （4）在有机溶解方面，聚酰亚胺不溶解于一般的有机溶剂。 挠性板材料的涨缩主要跟基体材料PI和胶有关系，也就是与PI的亚胺化有很大关系，亚胺化程度越高，涨缩的可控性就越强。 按照正常的生产规律，挠性板在开料后，在图形线路形成，以及软硬结合压合的过程中均会产生不同程度的涨缩，在图形线路蚀刻后，线路的密集程度与走向，会导致整个板面应力重新取向，最终导致板面出现一般规律性的涨缩变化；在软硬结合压合的过程中，由于表面覆盖膜与基体材料PI的涨缩系数不一致，也会在一定范围内产生一定程度的涨缩。 从本质原因上说，任何材料的涨缩都是受温度的影响所导致的，在PCB冗长的制作过程中，材料经过诸多 热湿制程后，涨缩值都会有不同程度的细微变化，但就长期的实际生产经验来看，变化还是有规律的。 [...]

覆铜作为PCB设计的一个重要环节，不管是国产的PCB设计软件，还国外的一些Protel，PowerPCB都提供了智能覆铜功能，那么怎样才能敷好铜，我将自己一些想法与大家一起分享，希望能给同行带来益处。 所谓覆铜，就是将PCB上闲置的空间作为基准面，然后用固体铜填充，这些铜区又称为灌铜。覆铜的意义在于，减小地线阻抗，提高抗干扰能力;降低压降，提高电源效率;与地线相连，还可以减小环路面积。也出于让PCB焊接时尽可能不变形的目的，大部分PCB生产厂家也会要求PCB设计者在PCB的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线，覆铜如果处理的不当，那将得不赏失，究竟覆铜是“利大于弊”还是“弊大于利”? 大家都知道在高频情况下，印刷电路板上的布线的分布电容会起作用，当长度大于噪声频率相应波长的1/20 时，就会产生天线效应，噪声就会通过布线向外发射，如果在PCB 中存在不良接地的覆铜话，覆铜就成了传播噪音的工具，因此，在高频电路中，千万不要认为，把地线的某个地方接了地，这就是“地线”，一定要以小于λ/20 的间距，在布线上打过孔，与多层板的地平面“良好接地”。如果把覆铜处理恰当了，覆铜不仅具有加大电流，还起了屏蔽干扰的双重作用。 覆铜一般有两种基本的方式，就是大面积的覆铜和网格铜，经常也有人问到，大面积覆铜好还是网格覆铜好，不好一概而论。为什么呢?大面积覆铜，具备了加大电流和屏蔽双重作用，但是大面积覆铜，如果过波峰焊时，板子就可能会翘起来，甚至会起泡。因此大面积覆铜，一般也会开几个槽，缓解铜箔起泡，单纯的网格覆铜主要还是屏蔽作用，加大电流的作用被降低了，从散热的角度说，网格有好处(它降低了铜的受热面)又起到了一定的电磁屏蔽的作用。但是需要指出的是，网格是使由交错方向的走线组成的，我们知道对于电路来说，走线的宽度对于电路板的工作频率是有其相应的“电长度“的(实际尺寸除以工作频率对应的数字频率可得，具体可见相关书籍)，当工作频率不是很高的时候，或许网格线的作用不是很明显，一旦电长度和工作频率匹配时，就非常糟糕了，你会发现电路根本就不能正常工作，到处都在发射干扰系统工作的信号。所以对于使用网格的同仁，我的建议是根据设计的电路板工作情况选择，不要死抱着一种东西不放。因此高频电路对抗干扰要求高的多用网格，低频电路有大电流的电路等常用完整的铺铜。 说了这么多，那么我们在覆铜中，为了让覆铜达到我们预期的效果，那么覆铜方面需要注意那些问题： 1.如果PCB的地较多，有SGND、AGND、GND，等等，就要根据PCB板面位置的不同，分别以最主要的“地”作为基准参考来独立覆铜，数字地和模拟地分开来覆铜自不多言，同时在覆铜之前，首先加粗相应的电源连线：5.0V、3.3V等等，这样一来，就形成了多个不同形状的多变形结构。 2.对不同地的单点连接，做法是通过0欧电阻或者磁珠或者电感连接; [...]

在电子产品更新飞快的现在，PCB的印制从以前的单层板扩展到双层板以及高精度要求更复杂的多层板。因此，电路板孔的加工要求就越来越多，比如：孔径越来越小，孔与孔的间距越来越小。据了解现在板厂用的比较多的就是环氧树脂基复合材料，对孔大小的定义是直径0.6mm以下为小孔，0.3mm以下为微孔。今天我就来介绍下微小孔的加工方法：机械钻削。 我们为了保证较高的加工效率和孔的质量，减少不良品的比列。机械钻削过程中，要考虑到轴向力和切削扭矩两个因素这可能直接或者间接影响孔的质量。轴向力和扭矩随着进给量、切削层的厚度也会增加，那么切削速度进而增大，这样单位时间内切割纤维的数量就增大，刀具磨损量也会迅速增大。所以不同大小的孔，钻刀的寿命也是不一样的，操作人员要对设备的性能熟悉及时更换钻刀。这也是微小孔为什么加工的成本要高些的原因。 轴向力中静态分力FS影响横刃广德切削，而动态分力FD主要影响主切削刃的切削，动态分力FD对表面粗糙度的影响比静态分力FS要大。一般会有预制孔孔径小于0.4mm时，静态分力FS随孔径的增大而急剧减小，而动态分力FD减小的趋势较平坦。 PCB钻头的磨损与切削速度、进给量、槽孔的大小有关。钻头半径对玻璃纤维宽度的比值对刀具寿命影响较大，比值越大，刀具切削纤维束宽度也越大，刀具磨损也随之增大。在实际应用中，0.3mm的钻刀寿命可钻 3000个孔。钻刀越大，钻的孔越少。 为了防止钻孔时遇到分层、孔壁损坏、污斑、毛刺这些问题，我们可以在分层的时候先在下面放一个2.5mm厚度的垫板，把覆铜板放在垫板上面，接着在覆铜板上面再放上铝片，铝片的作用是1.保护板面不会擦花。 2.散热好，钻头在钻的时候会产生热量。 3.缓冲作用/引钻作用，防止偏孔。减少毛刺的方法是采用振动钻削的技术，使用硬质合金钻头钻削、硬度好，刀具的尺寸和结构也需要调整。

对于以下基本概念的理解非常重要，掌握有关数模混合设计的基本概念，有助于理解后面制定得很严格的布局和布线设计规则，从而在终端产品数模混合的设计时，不会轻易打折执行其中的重要约束规则。并且有助于灵活有效地处理数模混合设计方面可能遇到的串扰问题。 1.模拟信号与数字信号在抗干扰能力方面的重要区别 数字信号电平有较强的抗干扰能力，而模拟信号的抗干扰能力很差。 举个例子，3V 电平的数字信号，即使接收到 0.3V 的串扰信号，也可以容忍，不会对逻辑状态产生影响。但在模拟信号领域，有些信号极微弱，例如 GSM 手机的接收灵敏度能够做到-110dBm 的指标，仅相当于 [...]

通过对过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到： 1、从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。比如对6-10层的内存模块PCB设计来说，选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好，对于一些高密度的小尺寸的板子，也可以尝试使用8/18Mil的过孔。目前技术条件下，很难使用更小尺寸的过孔了。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。 2、上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄生参数。 3、PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。 4、电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗。 5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。当然，在设计时还需要灵活多变。前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况，也有的时候，我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉。 特别是在过孔密度非常大的情况下，可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽，解决这样的问题除了移动过孔的位置，我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小。

印制电路板PCB （ Printed Circuit Board）是承载电子元器件并连接电路的桥梁，作为“电子产品之母”，被广泛应用于通讯、消费电子、计算机、汽车电子、工业控制、医疗器械、国防及航空航天等领域，是现代电子信息产品中不可或缺的电子元器件。 PCB自20世界30年代中期发明至今已有80余年。历史表明：没有线路板，没有电子线路，飞行、交通、原子能、计算机、宇航、通信、家电……这一切都无法实现。 道理很容易理解：芯片，IC，集成电路是电子信息工业的粮食，半导体技术体现了一个国家的工业现代化水平，引导电子信息产业的发展。而半导体（集成电路、 IC）的电气互连和装配必须靠PCB。 可见，无PCB，不电子。 对电子而言，PCB的重要性不言而喻。而对于想学习或正在学习PCB或电子的同学，我们有一点小建议： [...]

本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面，讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。 工程领域中的数字设计人员和数字电路板设计专家在不断增加，这反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视带来了电子产品的重大发展，但仍然存在，而且还会一直存在一部分与模拟或现实环境接口的电路设计。模拟和数字领域的布线策略有一些类似之处，但要获得更好的结果时，由于其布线策略不同，简单电路布线设计就不再是最优方案了。本文就旁路电容、电源、地线设计、电压误差和由PCB布线引起的电磁干扰(EMI)等几个方面，讨论模拟和数字布线的基本相似之处及差别。 模拟和数字布线策略的相似之处 旁路或去耦电容 在布线时，模拟器件和数字器件都需要这些类型的电容，都需要靠近其电源引脚连接一个电容，此电容值通常为0.1uF。系统供电电源侧需要另一类电容，通常此电容值大约为10uF。 这些电容的位置如图1所示。电容取值范围为推荐值的1/10至10倍之间。但引脚须较短，且要尽量靠近器件(对于0.1uF电容)或供电电源(对于10uF电容)。 在电路板上加旁路或去耦电容，以及这些电容在板上的位置，对于数字和模拟设计来说都属于常识。但有趣的是，其原因却有所不同。在模拟布线设计中，旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号，如果不加旁路电容，这些高频信号可能通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。一般来说，这些高频信号的频率超出模拟器件抑制高频信号的能力。如果在模拟电路中不使用旁路电容的话，就可能在信号路径上引入噪声，更严重的情况甚至会引起振动。   图1 在模拟和数字PCB设计中，旁路或去耦电容(0.1uF)应尽量靠近器件放置。供电电源去耦电容(10uF)应放置在电路板的电源线入口处。所有情况下，这些电容的引脚都应较短 [...]