高速pcb設(shè)計指南之五(文件)
【正文】 第三篇 PCB互連設(shè)計過程中最大程度降低RF效應(yīng)的基本方法 電路板系統(tǒng)的互連包括：芯片到電路板、PCB板內(nèi)互連以及PCB與外部器件之間的三類互連。這種高頻信號技術(shù)雖然遠遠超出毫米波技術(shù)范圍(30GHz)，但的確也涉及RF和低端微波技術(shù)。 高回損有兩種負面效應(yīng)：1. 信號反射回信號源會增加系統(tǒng)噪聲，使接收機更加難以將噪聲和信號區(qū)分開來；2. 任何反射信號基本上都會使信號質(zhì)量降低，因為輸入信號的形狀出現(xiàn)了變化。建議數(shù)字系統(tǒng)最高頻率處(通常是較差數(shù)據(jù)點)的回損總值為25dB。降低回損的主要方法是進行阻抗匹配。一、芯片到PCB板間的互連 Pentium IV以及包含大量輸入/輸出互連點的高速芯片已經(jīng)面世。會議上提出了一個創(chuàng)新的解決方案，即采用芯片內(nèi)部的本地無線發(fā)射器將數(shù)據(jù)傳送到鄰近的電路板上。這種方法有利于對絕緣材料與鄰近布線之間的電磁場進行有效管理。4. 突出引線存在抽頭電感，要避免使用有引線的組件。6. 要提供豐富的接地層。此外，這種高可焊涂層所需引線較少，有助于減少環(huán)境污染。 如果你不熟悉這些方法，可向曾從事過軍用微波電路板設(shè)計的經(jīng)驗豐富的設(shè)計工程師咨詢。現(xiàn)在要盡量對那些不熟悉RF效應(yīng)、缺乏處理RF效應(yīng)經(jīng)驗的年輕工程師進行培養(yǎng)，這將會是一項長期工作。 另外，看一下圖4中給出的電磁場。這就引入了某些邊緣效應(yīng)，需在設(shè)計時了解、預(yù)測并加以考慮。由于阻抗隨頻率變化，頻率越高，阻抗管理越難。無論以后會發(fā)生什么令人激動的創(chuàng)新，我都認為帶寬將會越來越高，而采用高頻信號技術(shù)就是實現(xiàn)這種帶寬不斷增長的前提。本文總結(jié) PCB平臺技術(shù)需要不斷改進以達到集成電路設(shè)計人員的要求。 電路板內(nèi)阻抗問題的管理并不是一個可以忽略的設(shè)計問題。在同軸電纜中，地線層是環(huán)形交織的，并且間隔均勻。三、PCB與外部裝置互連 現(xiàn)在可以認為我們解決了板上以及各個分立組件互連上的所有信號管理問題。例如，采用背面覆銅共面(copperbacked coplanar)微帶設(shè)計比帶狀線設(shè)計更為經(jīng)濟，你可就此同他們進行討論以便得到更好的建議。但是，由于厚度不確定性和絕緣性能的未知性，整個板表面都覆蓋阻焊材料將會導致微帶設(shè)計中的電磁能量的較大變化。7. 要選擇非電解鍍鎳或浸鍍金工藝，不要采用HASL法進行電鍍。5. 對信號過孔而言，要避免在敏感板上使用過孔加工(pth)工藝，因為該工藝會導致過孔處產(chǎn)生引線電感。要考慮規(guī)定線寬總誤差為+/、對布線形狀的下切(undercut)和橫斷面進行管理并指定布線側(cè)壁電鍍條件。二、PCB板內(nèi)互連 進行高頻PCB設(shè)計的技巧和方法如下：1. 傳輸線拐角要采用45176。在最近GHz互連研討會( .)上，最令人激動之處在于：處理I/O數(shù)量和頻率不斷增長問題的方法已經(jīng)廣為人知。 由于互連點是電路鏈上最為薄弱的環(huán)節(jié)，在RF設(shè)計中，互連點處的電磁性質(zhì)是工程設(shè)計面臨的主要問題，要考察每個互連點并解決存在的問題。對于RF PCB而言，高速信號有時會限制PCB設(shè)計的小型化。盡管前向糾錯技術(shù)可以消除一些負面效應(yīng)，但是系統(tǒng)的部分帶寬用于傳輸冗余數(shù)據(jù)，從而導致系統(tǒng)性能的降低。這些電磁場能在相鄰信號線或PCB線上感生信號，導致令人討厭的串擾(干擾及總噪聲)，并且會損害系統(tǒng)性能。 目前有跡象表明，印刷電路板設(shè)計的頻率越來越高。注意，轉(zhuǎn)光繪文件時要先預(yù)覽一下，預(yù)覽中的圖形就是你要的光繪輸出的圖形，所以要看仔細，以防出錯。不注意的是，轉(zhuǎn)走線時要將LINE,TEXT去掉（除非你要在線路上做銅字）。現(xiàn)在，我們用PowerPCB直接生產(chǎn)光繪文件給廠家就可以了。要避免這種錯誤的發(fā)生，最好專門建一個存放ViewDraw與PowerPCB對應(yīng)器件的庫，當然這只是針對于一部分不匹配的器件來說的。當然，PADS中有自動標注功能，可以對畫好的印制板進行尺寸標注，自動顯示出板框或定位孔的位置。所以，我們可以在布局完成后，先進入自動布線器，在設(shè)置文件中只選擇扇入，扇出操作，不選擇其它布線選項，這樣從表面貼器件拉出來的線比較短，也比較整齊?，F(xiàn)在，由于小型化的需求，表面貼器件得到越來越多的應(yīng)用。三極管的封裝變化很多，當自己建三極管的庫時，我們往往會發(fā)現(xiàn)原理圖的網(wǎng)表傳到PCB中后，與自己希望的連接不一致。我們用的器件中，有的管腳本身就是空腳，標志為NC。但是電源和地的新符號，必須在軟件自帶的庫中添加，否則它不會認為你建的符號是電源。這種情況可以將定位孔器件設(shè)為非ECO注冊的即可。當我們手動布線時，印制板在我們的完全控制之下，打開自動推擠的功能，會感到非常的方便。第25層包含了地電信息，主要指電層的焊盤要比正常的焊盤大20mil左右的安全距離，保證金屬化過孔之后，不會有信號與地電相連。PowerPCB中對電源層和地層的設(shè)置有兩種選擇，CAM Plane和Split/Mixed。這是它防止錯誤發(fā)生的一種手段，其實，也是我們應(yīng)該遵守的一種規(guī)范化的原理圖輸入方式。所以，本文就此類應(yīng)用和培訓教材上沒有講到，而我們應(yīng)用較多的一些技術(shù)技巧作了論述。你可以對每一個信號定義安全間距、布線規(guī)則以及高速電路的設(shè)計規(guī)則，并將這些規(guī)劃層次化的應(yīng)用到板上、每一層上、每一類網(wǎng)絡(luò)上、每一個網(wǎng)絡(luò)上、每一組網(wǎng)絡(luò)上、每一個管腳對上，以確保布局布線設(shè)計的正確性。（2）CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時對不用端要接地或接正電源。（3）對于抗噪能力弱、關(guān)斷時電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退
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