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技术资讯2019-09-11T15:44:08+00:00

PCB技术

PCB设计时,怎样控制线宽与电流的关系?

我们在画PCB时一般都有一个常识,即走大电流的地方用粗线(比如50mil,甚至以上),小电流的信号可以用细线(比如10mil)。 对于某些机电控制系统来说,有时候走线里流过的瞬间电流能够达到100A以上,这样的话比较细的线就肯定会出问题。一个基本的经验值是:10A/平方mm,即横截面积为1平方毫米的走线能安全通过的电流值为10A。如果线宽太细的话,在大电流通过时走线就会烧毁。当然电流烧毁走线也要遵循能量公式:Q=I*I*t,比如对于一个有10A电流的走线来说,突然出现一个100A的电流毛刺,持续时间为us级,那么30mil的导线是肯定能够承受住的。(这时又会出现另外一个问题??导线的杂散电感,这个毛刺将会在这个电感的作用下产生很强的反向电动势,从而有可能损坏其他器件。越细越长的导线杂散电感越大,所以实际中还要综合导线的长度进行考虑) 一般的PCB绘制软件对器件引脚的过孔焊盘铺铜时往往有几种选项:直角辐条,45度角辐条,直铺。他们有何区别呢?新手往往不太在意,随便选一种,美观就行了。其实不然。主要有两点考虑:一是要考虑不能散热太快,二是要考虑过电流能力。 使用直铺的方式特点是焊盘的过电流能力很强,对于大功率回路上的器件引脚一定要使用这种方式。同时它的导热性能也很强,虽然工作起来对器件散热有好处,但是这对于电路板焊接人员却是个难题,因为焊盘散热太快不容易挂锡,常常需要使用更大瓦数的烙铁和更高的焊接温度,降低了生产效率。使用直角辐条和45角辐条会减少引脚与铜箔的接触面积,散热慢,焊起来也就容易多了。所以选择过孔焊盘铺铜的连接方式要根据应用场合,综合过电流能力和散热能力一起考虑,小功率的信号线就不要使用直铺了,而对于通过大电流的焊盘则一定要直铺。至于直角还是45度角就看美观了。 为什么提起这个来了呢?因为前一阵一直在研究一款电机驱动器,这个驱动器中H桥的器件老是烧毁,四五年了都找不到原因。在我的一番辛苦之后终于发现:原来是功率回路中一处器件的焊盘在铺铜时使用了直角辐条的铺铜方式(而且由于铺铜画的不好,实际只出现了两个辐条)。这使得整个功率回路的过电流能力大打折扣。虽然产品在正常使用过程没有任何问题,工作在10A电流的情况下完全正常。但是,当H桥出现短路时,该回路上会出现100A左右的电流,这两根辐条瞬时就烧断了(uS级)。然后呢,功率回路变成了断路,储藏在电机上的能量没有泻放通道就通过一切可能的途径散发出去,这股能量会烧毁测流电阻及相关的运放器件,击毁桥路控制芯片,并窜入数字电路部分的信号与电源中,造成整个设备的严重损毁。整个过程就像用一根头发丝引爆了一个大地雷一样惊心动魄。那么你可能要问了,为什么在功率回路中的焊盘上只使用了两个辐条呢?为什么不让铜箔直铺过去呢?因为,呵呵,生产部门的人员说那样的话这个引脚太难焊了!设计者正是听了生产人员的话,所以才...唉唉,发现这个问题可着实费了我一番脑筋啊,哪像说起来这么简单!苦乐自知,苦乐自知... via的孔如果小于0.3mm的话就没有办法使用机械钻孔了,要使用激光钻孔,板的生产加工难度增大。所以我个人的想法是如果不是非常需要 最小为0.5mm外/0.3mm内。。但是像计算机主板 、内存条、密集的BGA封装等等,有时候可能小到14mil/8mil。。我个人的想法是孔内径的大小 一般为线宽的1.5倍,当然特殊的加粗的线(例如电源等)不需要这样。

学会这六大技巧,PCB原理图传递到版图简直小case!

将PCB原理图传递给版图(layout)设计时需要考虑的六件事。提到的所有例子都是用Multisim设计环境开发的,不过在使用不同的EDA工具时相同的概念同样适用哦! 初始原理图传递 通过网表文件将原理图传递到版图环境的过程中还会传递器件信息、网表、版图信息和初始的走线宽度设置。 下面是为版图设计阶段准备的一些推荐步骤: 1.将栅格和单位设置为合适的值。为了对元器件和走线实现更加精细的布局控制,可以将器件栅格、敷铜栅格、过孔栅格和SMD栅格设计为1mil. 2.将电路板外框空白区和过孔设成要求的值。PCB制造商对盲孔和埋孔设置可能有特定的最小值或标称推荐值。 3.根据PCB制造商能力设置相应的焊盘/过孔参数。大多数PCB制造商都能支持钻孔直径为10mil和焊盘直径为20mil的较小过孔。 4.根据要求设置设计规则。 5.为常用层设置定制的快捷键,以便在布线时能快速切换层(和创建过孔)。 处理原理图传递过程中的错误 [...]

怎样看出PCB电路板好坏?

随着手机、电子、通讯行业等高速的发展,同时也促使PCB线路板产业量的不断壮大和迅速增长,人们对于元器件的层数、重量、精密度、材料、颜色、可靠性等要求越来越高。 但是由于市场价格竞争激烈,PCB板材料成本也处于不断上升的趋势,越来越多厂家为了提升核心竞争力,以低价来垄断市场。然而这些超低价的背后,是降低材料成本和工艺制作成本来获得,但器件通常容易出现裂痕(裂缝)、易划伤、(或擦伤),其精密度、性能等综合因素并未达标,严重影响到使用在产品上的可焊性和可靠性等等。 面对市面上五花八门的PCB线路板,辨别PCB线路板好坏可以从两个方面入手;第一种方法就是从外观来分判断,另一方面就是从PCB板本身质量规范要求来判断。 安防球机线路板 判断PCB电路板的好坏的方法: 第一:从外观上分辨出电路板的好坏 一般情况下,PCB线路板外观可通过三个方面来分析判断; 1、大小和厚度的标准规则。 线路板对标准电路板的厚度是不同的大小,客户可以测量检查根据自己产品的厚度及规格。 2、光和颜色。 [...]

PCB设计:提高敏感器件的抗干扰能力和及时把干扰消除

PCB设计原则千千万,抑制干扰源占一半。所谓抑制干扰源,就是通过切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰能力和及时把干扰消除。 (1)抑制干扰源的方法 1. 继电器线圈增加续流二极管 ,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加 续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可 动作更多的次数。 2. 在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K 到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。 [...]

PCB失效了?可能是这些原因导致的

PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分,其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。 随着电子信息产品的小型化以及无铅无卤化的环保要求,PCB也向高密度高Tg以及环保的方向发展。但是由于成本以及技术的原因,PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题,并因此引发了许多的质量纠纷。为了弄清楚失效的原因以便找到解决问题的办法和分清责任,必须对所发生的失效案例进行失效分析。 失效分析的基本程序 要获得PCB失效或不良的准确原因或者机理,必须遵守基本的原则及分析流程,否则可能会漏掉宝贵的失效信息,造成分析不能继续或可能得到错误的结论。一般的基本流程是,首先必须基于失效现象,通过信息收集、功能测试、电性能测试以及简单的外观检查,确定失效部位与失效模式,即失效定位或故障定位。 对于简单的PCB或PCBA,失效的部位很容易确定,但是,对于较为复杂的BGA或MCM封装的器件或基板,缺陷不易通过显微镜观察,一时不易确定,这个时候就需要借助其它手段来确定。 接着就要进行失效机理的分析,即使用各种物理、化学手段分析导致PCB失效或缺陷产生的机理,如虚焊、污染、机械损伤、潮湿应力、介质腐蚀、疲劳损伤、CAF或离子迁移、应力过载等等。 再就是失效原因分析,即基于失效机理与制程过程分析,寻找导致失效机理发生的原因,必要时进行试验验证,一般尽应该可能的进行试验验证,通过试验验证可以找到准确的诱导失效的原因。 这就为下一步的改进提供了有的放矢的依据。最后,就是根据分析过程所获得试验数据、事实与结论,编制失效分析报告,要求报告的事实清楚、逻辑推理严密、条理性强,切忌凭空想象。 分析的过程中,注意使用分析方法应该从简单到复杂、从外到里、从不破坏样品再到使用破坏的基本原则。只有这样,才可以避免丢失关键信息、避免引入新的人为的失效机理。 就好比交通事故,如果事故的一方破坏或逃离了现场,在高明的警察也很难作出准确责任认定,这时的交通法规一般就要求逃离现场者或破坏现场的一方承担全部责任。 [...]

柔性电路的返工与维修

柔性电路用于导体相互连接的各种应用,这些导体互连必须是可弯曲的或者是能够在使用时长时间保持弯曲状态。在以前,这种互连技术都是用导线互连的方式来实现的。柔性电路有很多种,一种是双向接入的柔性电路,这是一种单面柔性电路,制造这种电路的目的是可以从柔性电路的两侧接入导电材料。第二种是双面柔性电路,是一种有两个导电层的电路,两个导电层分别位于电路里的基本层的两个侧面;针对你的具体要求,可以在基板薄片的两个侧面形成走线图案,两个侧面上的走线可以通过镀铜通孔实现互相连通。第三种是多层柔性电路,是把几个有复杂互连的单面电路或双面电路结合起来,在多层设计中需要常常使用屏蔽技术和表面贴装技术。第四种是刚性-柔性电路,是把刚性印刷电路板和柔性电路两者的优势整合起来,电路通常是通过刚性电路和柔性电路之间的电镀通孔实现互连。 柔性电路有很多好处。柔性组件的主要的一个好处就是可以实现几乎无错误的布线,替代劳动密集型的手工布线。另外与刚性电路不同的是,柔性电路还可以设计成复杂的三维结构,因为可以把他们弯曲成各种形状。顾名思义,在柔性电路中使用的材料可以来回弯曲无数次,这意味着它们可以用于高度重复的应用,例如在印刷头上使用。在需要考虑产品的重量问题时,柔性电路是刚性电路板和导线非常好的替代品,因为它的介电材料和导体线路都非常薄。 在过去的几年里,柔性电路行业的需求不断增长。现在,柔性电路行业年产值达到100亿美元,年增长率达7% - 10%。 随着柔性电路使用的快速增长,这些类型的电子互连电路的返工标准(更换的器件仍然符合最初的规格和功能)与修复标准(在柔性电路上修复物理损坏)还没有同步跟上。 有一些返工挑战来自柔性电路自身的特点。首先,在返工时很难使柔性电路保持是平的。从返工的角度看,Kapton材料或其他基础柔性材料的可弯曲性是对返工的挑战,虽然他们的可弯曲性正是他们在应用中的优势。为了保持组件是平的,必须粘贴胶带来使它保持平坦。在一些情况下,为柔性电路的返工制作一个真空夹具是一种比较昂贵的办法。在放置微间距元件时,这种夹具的真空结构对返工会有很大的影响。如果真空正好在一个微间距元件的引线下面,可能少许的真空就会把柔性导线“拉”进孔里,使元件不能和柔性电路的导线接触,从而导致电气“开路”。对于返工时的锡膏印刷,当模板和待印刷的表面不是共面的时,共面性是个挑战。因此,经常需要使用注射器涂布锡膏来代替印刷涂布。有时,在互连器件中使用加导电环氧树脂的柔性材料。虽然这些材料的固化温度远低于标准焊锡的回流温度,但是,它可能会把事情弄糟。对于这种情况,只要返工工艺的设计是正确的,对多次返工的限制是组件的边际成本远低于返工造成的成本,这时,对大量废品进行返工是一个更有吸引力的经济选择。 从工艺的角度看,返工柔性电路的工艺有一些优势。柔性电路板的热质量比刚性印刷电路板的小,在焊接柔性电路板时,温度达到液相线的加热时间比刚性电路板短。这加快了返工工艺的替换操作。此外,这使焊接时所需的来自热空气系统的空气的温度降低了几倍,热空气造成元件损坏的可能性比较小。柔性材料的高温耐受性,比如Kapton、Peek和耐高温聚酰亚胺,使柔性电路返工工艺的工艺窗口比较大。 根据修复PCB的行业标准,IPC 7711/21修复和修改印刷电路板与电子组件的规定覆盖各种柔性电路的返工与维修工艺。这个标准中列出的每一个工艺,根据各个工艺对返工或修复柔性电路的适用性,在工艺文档的右上角的“电路板类型”一节标题下加上字母“F”。在这个标准中甚至有一个柔性电路专用的导体修复标准。在步骤7.1.1中覆盖在柔性电路上的修复导体的各种工艺。 [...]

PCB板OSP表面处理工艺原理及介绍

原理:在电路板铜表面上形成一层有机膜,牢固地保护着新鲜铜表面,并在高温下也能防氧化和污染。OSP膜厚度一般控制在0.2-0.5微米。 1、工艺流程:除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→纯水洗→OSP→纯水洗→烘干。 2、OSP材料类型:松香类(Rosin),活性树脂类(ActiveResin)和唑类(Azole)。深联电路所用的OSP材料为目前使用极广的唑类OSP。 PCB板OSP表面处理工艺是怎么一回事 3、特点:平整面好,OSP膜和电路板焊盘的铜之间没有IMC形成,允许焊接时焊料和电路板铜直接焊接(润湿性好),低温的加工工艺,成本低(可低于HASL),加工时的能源使用少等等。既可用在低技术含量的电路板上,也可用在高密度芯片封装基板上。PCB打样优客板提示不足点:①外观检查困难,不适合多次回流焊(一般要求三次);②OSP膜面易刮伤;③存储环境要求较高;④存储时间较短。 4、储存方式及时间:真空包装6个月(温度15-35℃,湿度RH≤60%)。 5、SMT现场要求:①OSP电路板须保存在低温低湿(温度15-35℃,湿度RH≤60%)且避免暴露在酸气充斥的环境中,OSP包装拆包后48小时内开始组装;②单面上件后建议48小时内使用完毕,并建议用低温柜保存而不用真空包装保存;③SMT两面完成后建议24小时内完成DIP。

高速PCB设计经验指南

设计高速系统并不仅仅需要高速元件,更需要天才和仔细的设计方案。设备模拟方面的重要性与数字方面是一样的。在高速系统中,噪声问题是一个最基本的考虑。高频会产生辐射进而产生干扰。边缘极值的速度可以产生振铃,反射以及串扰。如果不加抑制的话,这些噪声会严重损害系统的性能。 一、实现PCB高效自动布线的设计技巧和要点 尽管现在的EDA工具很强大,但随着PCB尺寸要求越来越小,器件密度越来越高,PCB设计的难度并不小。如何实现PCB高的布通率以及缩短设计时间呢?本 文介绍PCB规划、布局和布线的设计技巧和要点。 现在PCB设计的时间越来越短,越来越小的电路板空间,越来越高的器件密度,极其苛刻的布局规则和大尺寸的组件使得设计师的工作更加困难。为了解决设计上 的困难,加快产品的上市,现在很多厂家倾向于采用专用EDA工具来实现PCB的设计。但专用的EDA工具并不能产生理想的结果,也不能达到100%的布通率,而且很乱,通常还需花很多时间完成余下的工作。 现在市面上流行的EDA工具软件很多,但除了使用的术语和功能键的位置不一样外都大同小异,如何用这些工具更好地实现PCB的设计呢?在开始布线之前对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置将使设计更加符合要求。下面是一般的设计过程和步骤。 1、确定PCB的层数 电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件,就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。布线层的数量以及 层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度,实现期望的设计效果。 [...]