PCB板廠商,FPC柔性板

基材	銅	層數(shù)	多面
絕緣層厚度	常規(guī)板	絕緣材料	有機(jī)樹脂
絕緣樹脂	環(huán)氧樹脂（EP）	阻燃特性	VO板

PCB板廠商,FPC柔性板

軟硬結(jié)合板的優(yōu)缺點(diǎn)：
軟硬結(jié)合板，就是柔性線路板與硬性線路板，經(jīng)過壓合等工序，按相關(guān)工藝要求組合在一起，形成的具有FPC特性與PCB特性的線路板。
因?yàn)檐浻步Y(jié)合板是FPC與PCB的組合，軟硬結(jié)合板的生產(chǎn)應(yīng)同時(shí)具備FPC生產(chǎn)設(shè)備與PCB生產(chǎn)設(shè)備。
首先，由電子工程師根據(jù)需求畫出軟性結(jié)合板的線路與外形，然后，下發(fā)到可以生產(chǎn)軟硬結(jié)合板的工廠，經(jīng)過CAM工程師對(duì)相關(guān)文件進(jìn)行處理、規(guī)劃，然后安排FPC產(chǎn)線生產(chǎn)所需FPC、PCB產(chǎn)線生產(chǎn)PCB，這兩款軟板與硬板出來后，按照電子工程師的規(guī)劃要求，將FPC與PCB經(jīng)過壓合機(jī)無縫壓合，再經(jīng)過一系列細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)，最終就制成了軟硬結(jié)合板。

很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，應(yīng)為軟硬結(jié)合板難度大，細(xì)節(jié)問題多，在出貨之前，一般都要進(jìn)行全檢，因其價(jià)值比較高，以免讓供需雙方造成相關(guān)利益損失。

優(yōu)點(diǎn)：軟硬結(jié)合板同時(shí)具備FPC的特性與PCB的特性，因此，它可以用于一些有特殊要求的產(chǎn)品之中，既有一定的撓性區(qū)域，也有一定的剛性區(qū)域，對(duì)節(jié)省產(chǎn)品內(nèi)部空間，減少成品體積，提高產(chǎn)品性能有很大的幫助。

缺點(diǎn)：軟硬結(jié)合板生產(chǎn)工序繁多，生產(chǎn)難度大，良品率較低，所投物料、人力較多，因此，其價(jià)格比較貴，生產(chǎn)周期比較長。

FPC生產(chǎn)中常用的模切輔材，看看有哪些？
生產(chǎn)FPC的工序繁雜，從開料鉆孔到包裝出貨，中間所需要的工序有20多道，在這漫長的生產(chǎn)過程中，根據(jù)客戶需求，將用到多種輔材。FPC的基材一般為雙面或單面銅箔，這是整個(gè)FPC的基礎(chǔ)，F(xiàn)PC的電氣性能都由它決定。其他輔材只是用來輔助安裝與適應(yīng)使用環(huán)境。主要有下面幾種：
1、FR4-質(zhì)地較硬，有0.15-2.0mm的不同厚度，主要用在FPC焊接處的反面，作為加強(qiáng)，方便焊接穩(wěn)定可靠；

FR-4是一種耐燃材料等級(jí)的代號(hào)，所代表的意思是樹脂材料經(jīng)過燃燒狀態(tài)必須能夠自行熄滅的一種材料規(guī)格，它不是一種材料名稱，而是一種材料等級(jí)，因此目前一般電路板所用的FR-4等級(jí)材料就有非常多的種類，但是多數(shù)都是以所謂的四功能(Tera-Function)的環(huán)氧樹脂加上填充劑(Filler)以及玻璃纖維所做出的復(fù)合材料。

2、PI膠帶-質(zhì)地較軟，可彎曲，主要用在金手指區(qū)域的加厚加強(qiáng)，便于插拔；

PI膠帶，全名是聚酰亞胺膠帶。PI膠帶是以聚酰亞胺薄膜為基材，采用進(jìn)口有機(jī)硅壓敏膠粘劑，具有耐高低溫、耐酸堿、耐溶劑、電氣絕緣（H級(jí)）、防輻射等性能。適用于電子線路板波峰焊錫遮蔽、保護(hù)金手指和高檔電器絕緣、馬達(dá)絕緣，以及鋰電池正負(fù)極耳固定。

3、鋼片-質(zhì)地硬，功能與FR4一樣，用于焊接處補(bǔ)強(qiáng)，比FR4美觀，可接地，硬度較FR4高；

鋼片，材料為原裝進(jìn)口不銹鋼經(jīng)熱處理精磨加工制成,具有精密度高、拉力度強(qiáng)、光潔度好、有韌性、不易折斷的特點(diǎn)。

4、TPX阻膠膜-一款高性能耐高溫的樹脂阻擋離型膜，用于線路板壓合工序，經(jīng)專門的工藝設(shè)計(jì)，可用于阻擋樹脂溢出后埋孔和盲通孔的多次層壓工序上，具有良好的阻膠、塞孔效果。

5、EIM電磁膜-貼于FPC表面，用于屏蔽信號(hào)干擾；

EIM電磁膜是一種通過真空濺射的方法，可以在不同襯底的（PET/PC/玻璃等）基材上鍍屏蔽材料，以極低的電阻實(shí)現(xiàn)EMI電磁干擾屏蔽。

6、導(dǎo)電膠-用于鋼片與FPC的連接壓合，導(dǎo)電，可實(shí)現(xiàn)鋼片接地功能；

導(dǎo)電膠是一種固化或干燥后具有一定導(dǎo)電性的膠粘劑。主要由樹脂基體、導(dǎo)電粒子和分散添加劑、助劑等組成。它可以將多種導(dǎo)電材料連接在一起，使被連接材料間形成電的通路。在電子工業(yè)中,導(dǎo)電膠已成為一種必不可少的新材料。

7、3M膠紙-主要用作于0.4mm及以上厚度的FR4與FPC粘貼，以及FPC與客戶產(chǎn)品組裝固定；

FPC輔材的使用，最終要根據(jù)客戶的使用環(huán)境與功能要求來決定。

陶瓷PCB電路板有什么優(yōu)勢(shì)呢？
1.為什么要選擇陶瓷電路板？
陶瓷基板，由于散熱性能、載流能力、絕緣性、熱膨脹系數(shù)等，都要大大優(yōu)于普通的玻璃纖維PCB板材，從而被廣泛應(yīng)用于大功率電力電子模塊、航空航天、軍工電子等產(chǎn)品上。
普通PCB通常是由銅箔和基板粘合而成，而基板材質(zhì)大多數(shù)為玻璃纖維（FR-4），酚醛樹脂（FR-3）等材質(zhì)，粘合劑通常是酚醛、環(huán)氧等。在PCB加工過程中由于熱應(yīng)力、化學(xué)因素、生產(chǎn)工藝不當(dāng)?shù)仍颍蛘呤窃谠O(shè)計(jì)過程中由于兩面鋪銅不對(duì)稱，很容易導(dǎo)致PCB板發(fā)生不同程度的翹曲。

與普通的PCB使用粘合劑把銅箔和基板粘合在一起的，陶瓷PCB是在高溫環(huán)境下，通過鍵合的方式把銅箔和陶瓷基片拼合在一起的，結(jié)合力強(qiáng)，銅箔不會(huì)脫落，可靠性高，在溫度高、濕度大的環(huán)境下性能穩(wěn)定。

2.陶瓷基板的材質(zhì)有哪些？

氮化鋁（AlN）

氮化鋁陶瓷是以氮化鋁粉體為主晶相的陶瓷。相比于氧化鋁陶瓷基板，絕緣電阻、絕緣耐壓更高，介電常數(shù)更低。其熱導(dǎo)率是Al2O3的7~10倍，熱膨脹系數(shù)（CTE）與硅片近似匹配，這對(duì)于大功率半導(dǎo)體芯片至關(guān)重要。在生產(chǎn)工藝上，AlN熱導(dǎo)率受到殘留氧雜質(zhì)含量的影響很大，降低含氧量，可明顯提高熱導(dǎo)率。目前工藝生產(chǎn)水平的熱導(dǎo)率達(dá)到170W/(m·K)以上已不成問題。

氧化鋁（Al2O3）

氧化鋁是陶瓷基板中最常用的基板材料，因?yàn)樵跈C(jī)械、熱、電性能上相對(duì)于大多數(shù)其他氧化物陶瓷，強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性高，且原料來源豐富，適用于各種各樣的技術(shù)制造以及不同的形狀。按含氧化鋁(Al2O3)的百分?jǐn)?shù)不同可分為：75瓷、96瓷、99.5瓷。氧化鋁含有量不同，其電學(xué)性質(zhì)幾乎不受影響，但是其機(jī)械性能及熱導(dǎo)率變化很大。純度低的基板中玻璃相較多，表面粗糙度大。純度越高的基板，越光潔、致密、介質(zhì)損耗越低，但是價(jià)格也越高。

氧化鈹（BeO）

具有比金屬鋁還高的熱導(dǎo)率，應(yīng)用于需要高熱導(dǎo)的場合，溫度超過300℃后迅速降低，但是由于其毒性限制了自身的發(fā)展。

綜合以上原因，可以知道，氧化鋁陶瓷由于比較優(yōu)越的綜合性能，在微電子、功率電子、混合微電子、功率模塊等領(lǐng)域還是處于主導(dǎo)地位的。

對(duì)比了市面上相同尺寸（100mm×100mm×1mm）、不同材料的陶瓷基板價(jià)格：96%氧化鋁9.5元，99%氧化鋁18元，氮化鋁150元，氧化鈹650元，可以看出來不同的基板價(jià)格差距也比較大。


3.陶瓷PCB的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)？

優(yōu)點(diǎn)：
載流量大，100A電流連續(xù)通過1mm0.3mm厚銅體，溫升約17℃；100A電流連續(xù)通過2mm0.3mm厚銅體，溫升僅5℃左右；

更好的散熱性能，低熱膨脹系數(shù)，形狀穩(wěn)定，不易變形翹曲。

絕緣性好，耐壓高，保障人身安全和設(shè)備。

結(jié)合力強(qiáng)，采用鍵合技術(shù)，銅箔不會(huì)脫落。

可靠性高，在溫度高、濕度大的環(huán)境下性能穩(wěn)定

缺點(diǎn)：
易碎，這是最主要的一個(gè)缺點(diǎn)，這也就導(dǎo)致只能制作小面積的電路板。

價(jià)格貴， 電子產(chǎn)品的要求規(guī)則越來越多，陶瓷電路板還是用在一些比較高端的產(chǎn)品上面，低端的產(chǎn)品根本不會(huì)使用到。

如何評(píng)估汽車HDI PCB制造商

電子行業(yè)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)了眾多行業(yè)的快速發(fā)展。近年來，電子產(chǎn)品在汽車工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。傳統(tǒng)的汽車工業(yè)在機(jī)械，動(dòng)力，液壓和傳動(dòng)方面進(jìn)行了更多的努力。但是，現(xiàn)代汽車工業(yè)更多地依賴電子應(yīng)用，而這些電子應(yīng)用在汽車中發(fā)揮著越來越重要和潛在的作用。自動(dòng)電氣化全部用于處理，感測(cè)，信息傳輸和記錄，而沒有印制電路板（PCB）則無法實(shí)現(xiàn)。由于汽車現(xiàn)代化和數(shù)字化的要求，以及人類對(duì)汽車安全性，舒適性，簡單操作和數(shù)字化的要求，PCB已廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，高密度互連（HDI）PCB，可能帶有跨層盲孔或雙層結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)汽車HDI PCB的高可靠性和安全性，HDI PCB制造商必須遵循嚴(yán)格的策略和措施，這是本文重點(diǎn)關(guān)注的重點(diǎn)。
汽車PCB類型
在汽車電路板中，可以使用傳統(tǒng)的單層PCB，雙層PCB和多層PCB，而近年來HDI PCB的廣泛應(yīng)用已成為汽車電子產(chǎn)品的首選。普通HDI PCB與汽車HDI PCB之間確實(shí)存在本質(zhì)區(qū)別：前者強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和多功能性，為消費(fèi)電子產(chǎn)品提供服務(wù)，而后者則致力于可靠性，安全性和高質(zhì)量。
有必要說明一下，因?yàn)槠嚭w了汽車，卡車或卡車等各種各樣的汽車，要求對(duì)不同的性能期望和功能有不同的要求，所以本文將要討論的法規(guī)和措施只是一些通用規(guī)則，不包括那些規(guī)則。特別案例。
汽車HDI PCB的分類和應(yīng)用
HDI PCB可以分為單層HDI PCB，雙層積層PCB和三層積層PCB.在此，層是指預(yù)浸料的層。
汽車電子產(chǎn)品通常在兩類應(yīng)用：
a.在與車輛的機(jī)械系統(tǒng)（例如發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤和車輛數(shù)字控制）配合使用之前，汽車電子控制設(shè)備將無法有效運(yùn)行，特別是電子燃油噴射系統(tǒng)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS），防滑控制（ASC） ，牽引力控制，電子控制懸架（ECS），電子自動(dòng)變速器（EAT）和電子助力轉(zhuǎn)向（EPS）。

b.可以在汽車環(huán)境中獨(dú)立使用且與汽車性能無關(guān)的車載汽車設(shè)備包括汽車信息系統(tǒng)或車輛計(jì)算機(jī)，GPS系統(tǒng)，汽車視頻系統(tǒng)，車載通信系統(tǒng)和Internet設(shè)備功能，這些功能由HDI PCB支持的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，這些設(shè)備負(fù)責(zé)信號(hào)傳輸和大量控制。

對(duì)汽車HDI PCB制造商的要求
由于高可靠性和汽車HDI印制電路板的安全性，汽車HDI PCB制造商必須符合高層次要求：
a.汽車HDI PCB制造商必須堅(jiān)持在判斷或支持PCB制造商的管理水平中起關(guān)鍵作用的集成管理系統(tǒng)和質(zhì)量管理體系。某些系統(tǒng)在被第三方身份驗(yàn)證之前無法歸PCB制造商所有。例如，汽車PCB制造商必須通過ISO9001和ISO / IATF16949認(rèn)證。

b.HDI PCB制造商必須具備扎實(shí)的技術(shù)和較高的HDI制造能力。具體而言，專門從事汽車電路板制造的制造商必須制造線寬/間距至少為75μm/75μm且具有兩層結(jié)構(gòu)的電路板。公認(rèn)的是，HDI PCB制造商必須具有至少1.33的工藝能力指數(shù)（CPK）和至少1.67的設(shè)備制造能力（CMK）。除非獲得客戶的認(rèn)可和確認(rèn)，否則不得在以后的制造中進(jìn)行任何修改。

c.汽車HDI PCB制造商在選擇PCB原材料時(shí)必須遵循最嚴(yán)格的規(guī)則，因?yàn)樗鼈冊(cè)诖_定最終PCB的可靠性和性能中起著關(guān)鍵作用。
汽車HDI PCB的材料要求
?核心板和半固化片。它們是制造汽車HDI PCB的最基本，最關(guān)鍵的元素。當(dāng)涉及HDI PCB的原材料時(shí)，核心板和預(yù)浸料是主要考慮因素。通常，HDI核心板和介電層都相對(duì)較薄。因此，一層預(yù)浸料足以在消費(fèi)類HDI板上使用。但是，汽車HDI PCB必須依賴于至少兩層預(yù)浸料的層壓，因?yàn)槿绻l(fā)生空腔或粘合劑不足，則單層的預(yù)浸料可能會(huì)導(dǎo)致絕緣電阻降低。之后，最終結(jié)果可能是整個(gè)板子或產(chǎn)品的故障。
?阻焊膜。作為直接覆蓋在表面電路板上的保護(hù)層，阻焊層也起著與核心板和預(yù)浸料相同的重要作用。除保護(hù)外部電路外，阻焊層在產(chǎn)品的外觀，質(zhì)量和可靠性方面也起著至關(guān)重要的作用。因此，汽車電路板上的阻焊層必須符合最嚴(yán)格的要求。阻焊膜必須通過多項(xiàng)有關(guān)可靠性的測(cè)試，包括儲(chǔ)熱測(cè)試和剝離強(qiáng)度測(cè)試。
汽車HDI PCB材料的可靠性測(cè)試
合格的HDI PCB制造商絕不會(huì)認(rèn)為材料選擇是理所當(dāng)然的。相反，他們必須對(duì)電路板的可靠性進(jìn)行一些測(cè)試。有關(guān)汽車HDI PCB材料可靠性的主要測(cè)試包括CAF（導(dǎo)電陽極絲）測(cè)試，高溫和低溫?zé)釠_擊測(cè)試，天氣溫度循環(huán)測(cè)試和儲(chǔ)熱測(cè)試。
?CAF測(cè)試。它用于測(cè)量兩個(gè)導(dǎo)體之間的絕緣電阻。該測(cè)試涵蓋許多測(cè)試值，例如層之間的最小絕緣電阻，通孔之間的最小絕緣電阻，埋孔之間的最小絕緣電阻，盲孔之間的最小絕緣電阻以及并聯(lián)電路之間的最小絕緣電阻。
?高溫和低溫?zé)釠_擊測(cè)試。此測(cè)試旨在測(cè)試必須小于一定百分比的電阻變化率。具體而言，該測(cè)試中提到的參數(shù)包括通孔之間的電阻變化率，埋孔之間的電阻變化率和盲孔之間的電阻變化率。
?氣候溫度循環(huán)測(cè)試。被測(cè)板需要在回流焊接之前進(jìn)行預(yù)處理。在-40℃±3℃至140℃±2℃的溫度范圍內(nèi)，電路板必須在最低溫度和最高溫度下保持15分鐘。結(jié)果，合格的電路板不會(huì)發(fā)生層壓，白點(diǎn)或爆炸。

?高溫存儲(chǔ)測(cè)試。該測(cè)試主要針對(duì)阻焊層的可靠性，特別是其剝離強(qiáng)度。就阻焊層的判斷而言，該測(cè)試被認(rèn)為是最嚴(yán)格的。

根據(jù)以上介紹的測(cè)試要求，如果基材或原材料不能滿足客戶要求，則可能會(huì)發(fā)生潛在的風(fēng)險(xiǎn)。因此，是否對(duì)材料進(jìn)行測(cè)試可能是確定合格的HDI PCB制造商的關(guān)鍵因素。
可以使用許多策略和措施來判斷汽車HDI PCB制造商，包括材料供應(yīng)商認(rèn)證，過程中的技術(shù)條件以及參數(shù)確定和附件的應(yīng)用等。為尋找可靠的HDI PCB制造商，它們可能是重要的組成部分。確定和判斷其可靠性作為參考。

超實(shí)用的高頻PCB電路設(shè)計(jì)70問答之一
1、如何選擇PCB 板材？

選擇PCB板材必須在滿足設(shè)計(jì)需求和可量產(chǎn)性及成本中間取得平衡點(diǎn)。設(shè)計(jì)需求包含電氣和機(jī)構(gòu)這兩部分。通常在設(shè)計(jì)非常高速的 PCB 板子(大于 GHz 的頻率)時(shí)這材質(zhì)問題會(huì)比較重要。例如，現(xiàn)在常用的 FR-4 材質(zhì)，在幾個(gè)GHz 的頻率時(shí)的介質(zhì)損耗(dielectric loss)會(huì)對(duì)信號(hào)衰減有很大的影響，可能就不合用。就電氣而言，要注意介電常數(shù)(dielectric constant)和介質(zhì)損在所設(shè)計(jì)的頻率是否合用。



2、如何避免高頻干擾？

避免高頻干擾的基本思路是盡量降低高頻信號(hào)電磁場的干擾，也就是所謂的串?dāng)_(Crosstalk)?？捎美蟾咚傩盘?hào)和模擬信號(hào)之間的距離，或加 ground guard/shunt traces 在模擬信號(hào)旁邊。還要注意數(shù)字地對(duì)模擬地的噪聲干擾。



3、在高速設(shè)計(jì)中，如何解決信號(hào)的完整性問題？

信號(hào)完整性基本上是阻抗匹配的問題。而影響阻抗匹配的因素有信號(hào)源的架構(gòu)和輸出阻抗(output impedance)，走線的特性阻抗，負(fù)載端的特性，走線的拓樸(topology)架構(gòu)等。解決的方式是靠端接(termination)與調(diào)整走線的拓樸。



4、差分布線方式是如何實(shí)現(xiàn)的？

差分對(duì)的布線有兩點(diǎn)要注意，一是兩條線的長度要盡量一樣長，另一是兩線的間距(此間距由差分阻抗決定)要一直保持不變，也就是要保持平行。平行的方式有兩種，一為兩條線走在同一走線層(side-by-side)，一為兩條線走在上下相鄰兩層(over-under)。一般以前者 side-by-side(并排, 并肩) 實(shí)現(xiàn)的方式較多。



5、對(duì)于只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)線，如何實(shí)現(xiàn)差分布線？

要用差分布線一定是信號(hào)源和接收端也都是差分信號(hào)才有意義。所以對(duì)只有一個(gè)輸出端的時(shí)鐘信號(hào)是無法使用差分布線的。



6、接收端差分線對(duì)之間可否加一匹配電阻？

接收端差分線對(duì)間的匹配電阻通常會(huì)加, 其值應(yīng)等于差分阻抗的值。這樣信號(hào)質(zhì)量會(huì)好些。



7、為何差分對(duì)的布線要靠近且平行？

對(duì)差分對(duì)的布線方式應(yīng)該要適當(dāng)?shù)目拷移叫?。所謂適當(dāng)?shù)目拷且驗(yàn)檫@間距會(huì)影響到差分阻抗(differential impedance)的值, 此值是設(shè)計(jì)差分對(duì)的重要參數(shù)。需要平行也是因?yàn)橐３植罘肿杩沟囊恢滦?。若兩線忽遠(yuǎn)忽近, 差分阻抗就會(huì)不一致, 就會(huì)影響信號(hào)完整性(signal integrity)及時(shí)間延遲(timing delay)。



8、如何處理實(shí)際布線中的一些理論沖突的問題

基本上, 將模/數(shù)地分割隔離是對(duì)的。 要注意的是信號(hào)走線盡量不要跨過有分割的地方(moat), 還有不要讓電源和信號(hào)的回流電流路徑(returning current path)變太大。



晶振是模擬的正反饋振蕩電路, 要有穩(wěn)定的振蕩信號(hào), 必須滿足loop gain 與 phase 的規(guī)范, 而這模擬信號(hào)的振蕩規(guī)范很容易受到干擾, 即使加 ground guard traces 可能也無法完全隔離干擾。而且離的太遠(yuǎn),地平面上的噪聲也會(huì)影響正反饋振蕩電路。 所以, 一定要將晶振和芯片的距離進(jìn)可能靠近。



確實(shí)高速布線與 EMI 的要求有很多沖突。但基本原則是因 EMI 所加的電阻電容或 ferrite bead, 不能造成信號(hào)的一些電氣特性不符合規(guī)范。 所以, 最好先用安排走線和 PCB 迭層的技巧來解決或減少 EMI的問題, 如高速信號(hào)走內(nèi)層。最后才用電阻電容或 ferrite bead 的方式, 以降低對(duì)信號(hào)的傷害。



9、如何解決高速信號(hào)的手工布線和自動(dòng)布線之間的矛盾？

現(xiàn)在較強(qiáng)的布線軟件的自動(dòng)布線器大部分都有設(shè)定約束條件來控制繞線方式及過孔數(shù)目。各家 EDA公司的繞線引擎能力和約束條件的設(shè)定項(xiàng)目有時(shí)相差甚遠(yuǎn)。 例如, 是否有足夠的約束條件控制蛇行線(serpentine)蜿蜒的方式, 能否控制差分對(duì)的走線間距等。 這會(huì)影響到自動(dòng)布線出來的走線方式是否能符合設(shè)計(jì)者的想法。 另外, 手動(dòng)調(diào)整布線的難易也與繞線引擎的能力有絕對(duì)的關(guān)系。 例如, 走線的推擠能力,過孔的推擠能力, 甚至走線對(duì)敷銅的推擠能力等等。 所以, 選擇一個(gè)繞線引擎能力強(qiáng)的布線器, 才是解決之道。



10、關(guān)于 test coupon。

test coupon 是用來以 TDR (Time Domain Reflectometer) 測(cè)量所生產(chǎn)的 PCB 板的特性阻抗是否滿足設(shè)計(jì)需求。 一般要控制的阻抗有單根線和差分對(duì)兩種情況。 所以， test coupon 上的走線線寬和線距(有差分對(duì)時(shí))要與所要控制的線一樣。 最重要的是測(cè)量時(shí)接地點(diǎn)的位置。 為了減少接地引線(ground lead)的電感值， TDR 探棒(probe)接地的地方通常非常接近量信號(hào)的地方(probe tip)， 所以， test coupon 上量測(cè)信號(hào)的點(diǎn)跟接地點(diǎn)的距離和方式要符合所用的探棒。



11、在高速 PCB 設(shè)計(jì)中，信號(hào)層的空白區(qū)域可以敷銅，而多個(gè)信號(hào)層的敷銅在接地和接電源上應(yīng)如何分配？

一般在空白區(qū)域的敷銅絕大部分情況是接地。 只是在高速信號(hào)線旁敷銅時(shí)要注意敷銅與信號(hào)線的距離， 因?yàn)樗蟮你~會(huì)降低一點(diǎn)走線的特性阻抗。也要注意不要影響到它層的特性阻抗， 例如在 dual strip line 的結(jié)構(gòu)時(shí)。

12、是否可以把電源平面上面的信號(hào)線使用微帶線模型計(jì)算特性阻抗？電源和地平面之間的信號(hào)是否可以使用帶狀線模型計(jì)算？

是的， 在計(jì)算特性阻抗時(shí)電源平面跟地平面都必須視為參考平面。 例如四層板: 頂層-電源層-地層-底層，這時(shí)頂層走線特性阻抗的模型是以電源平面為參考平面的微帶線模型。



13、在高密度印制板上通過軟件自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試點(diǎn)一般情況下能滿足大批量生產(chǎn)的測(cè)試要求嗎？

一般軟件自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試點(diǎn)是否滿足測(cè)試需求必須看對(duì)加測(cè)試點(diǎn)的規(guī)范是否符合測(cè)試機(jī)具的要求。另外，如果走線太密且加測(cè)試點(diǎn)的規(guī)范比較嚴(yán)，則有可能沒辦法自動(dòng)對(duì)每段線都加上測(cè)試點(diǎn)，當(dāng)然，需要手動(dòng)補(bǔ)齊所要測(cè)試的地方。



14、添加測(cè)試點(diǎn)會(huì)不會(huì)影響高速信號(hào)的質(zhì)量？

至于會(huì)不會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量就要看加測(cè)試點(diǎn)的方式和信號(hào)到底多快而定。基本上外加的測(cè)試點(diǎn)(不用在線既有的穿孔(via or DIP pin)當(dāng)測(cè)試點(diǎn))可能加在在線或是從在線拉一小段線出來。前者相當(dāng)于是加上一個(gè)很小的電容在在線，后者則是多了一段分支。這兩個(gè)情況都會(huì)對(duì)高速信號(hào)多多少少會(huì)有點(diǎn)影響，影響的程度就跟信號(hào)的頻率速度和信號(hào)緣變化率(edge rate)有關(guān)。影響大小可透過仿真得知。原則上測(cè)試點(diǎn)越小越好(當(dāng)然還要滿足測(cè)試機(jī)具的要求)分支越短越好。



15、若干 PCB 組成系統(tǒng)，各板之間的地線應(yīng)如何連接？

各個(gè) PCB 板子相互連接之間的信號(hào)或電源在動(dòng)作時(shí)，例如 A 板子有電源或信號(hào)送到 B 板子，一定會(huì)有等量的電流從地層流回到 A 板子 (此為 Kirchoff current law)。這地層上的電流會(huì)找阻抗最小的地方流回去。所以，在各個(gè)不管是電源或信號(hào)相互連接的接口處，分配給地層的管腳數(shù)不能太少，以降低阻抗，這樣可以降低地層上的噪聲。另外，也可以分析整個(gè)電流環(huán)路，尤其是電流較大的部分，調(diào)整地層或地線的接法，來控制電流的走法(例如，在某處制造低阻抗，讓大部分的電流從這個(gè)地方走)，降低對(duì)其它較敏感信號(hào)的影響。



16、能介紹一些國外關(guān)于高速 PCB 設(shè)計(jì)的技術(shù)書籍和數(shù)據(jù)嗎？

現(xiàn)在高速數(shù)字電路的應(yīng)用有通信網(wǎng)路和計(jì)算器等相關(guān)領(lǐng)域。在通信網(wǎng)路方面，PCB 板的工作頻率已達(dá) GHz 上下，疊層數(shù)就我所知有到 40 層之多。計(jì)算器相關(guān)應(yīng)用也因?yàn)樾酒倪M(jìn)步，無論是一般的 PC 或服務(wù)器(Server)，板子上的最高工作頻率也已經(jīng)達(dá)到 400MHz (如 Rambus) 以上。因應(yīng)這高速高密度走線需求，盲埋孔(blind/buried vias)、mircrovias 及 build-up 制程工藝的需求也漸漸越來越多。 這些設(shè)計(jì)需求都有廠商可大量生產(chǎn)。



17、兩個(gè)常被參考的特性阻抗公式：

微帶線(microstrip) Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中，W 為線寬，T 為走線的銅皮厚度，H 為走線到參考平面的距離，Er 是 PCB 板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0 及 1<(Er)<15 的情況才能應(yīng)用。



帶狀線(stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中，H 為兩參考平面的距離，并且走線位于兩參考平面的中間。此公式必須在 W/H<0.35 及 T/H<0.25 的情況才能應(yīng)用。



18、差分信號(hào)線中間可否加地線？

差分信號(hào)中間一般是不能加地線。因?yàn)椴罘中盘?hào)的應(yīng)用原理最重要的一點(diǎn)便是利用差分信號(hào)間相互耦合(coupling)所帶來的好處，如 flux cancellation，抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線，便會(huì)破壞耦合效應(yīng)。



19、剛?cè)岚逶O(shè)計(jì)是否需要專用設(shè)計(jì)軟件與規(guī)范？國內(nèi)何處可以承接該類電路板加工？

可以用一般設(shè)計(jì) PCB 的軟件來設(shè)計(jì)柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。一樣用 Gerber 格式給 FPC廠商生產(chǎn)。由于制造的工藝和一般 PCB 不同，各個(gè)廠商會(huì)依據(jù)他們的制造能力會(huì)對(duì)最小線寬、最小線距、最小孔徑(via)有其**。除此之外，可在柔性電路板的轉(zhuǎn)折處鋪些銅皮加以補(bǔ)強(qiáng)。至于生產(chǎn)的廠商可上網(wǎng)“FPC”當(dāng)關(guān)鍵詞查詢應(yīng)該可以找到。



20、適當(dāng)選擇 PCB 與外殼接地的點(diǎn)的原則是什么？

選擇 PCB 與外殼接地點(diǎn)選擇的原則是利用 chassis ground 提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如，通常在高頻器件或時(shí)鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將 PCB的地層與 chassis ground 做連接，以盡量縮小整個(gè)電流回路面積，也就減少電磁輻射。

超實(shí)用的高頻PCB電路設(shè)計(jì)70問答 之四

36、對(duì)于全數(shù)字信號(hào)的 PCB，板上有一個(gè) 80MHz 的鐘源。除了采用絲網(wǎng)（接地）外，為了保證有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，還應(yīng)該采用什么樣的電路進(jìn)行保護(hù)？

確保時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)能力，不應(yīng)該通過保護(hù)實(shí)現(xiàn)，一般采用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)芯片。一般擔(dān)心時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)能力，是因?yàn)槎鄠€(gè)時(shí)鐘負(fù)載造成。采用時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)芯片，將一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)變成幾個(gè)，采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接。選擇驅(qū)動(dòng)芯片，除了保證與負(fù)載基本匹配，信號(hào)沿滿足要求（一般時(shí)鐘為沿有效信號(hào)），在計(jì)算系統(tǒng)時(shí)序時(shí)，要算上時(shí)鐘在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)時(shí)延。

37、如果用單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)板，一般采用什么樣的接口，來保證時(shí)鐘信號(hào)的傳輸受到的影響?。?br />
時(shí)鐘信號(hào)越短，傳輸線效應(yīng)越小。采用單獨(dú)的時(shí)鐘信號(hào)板，會(huì)增加信號(hào)布線長度。而且單板的接地供電也是問題。如果要長距離傳輸，建議采用差分信號(hào)。LVDS 信號(hào)可以滿足驅(qū)動(dòng)能力要求，不過您的時(shí)鐘不是太快，沒有必要。

38、27M,SDRAM 時(shí)鐘線（80M-90M），這些時(shí)鐘線二三次諧波剛好在 VHF 波段，從接收端高頻竄入后干擾很大。除了縮短線長以外，還有那些好辦法？

如果是三次諧波大，二次諧波小，可能因?yàn)樾盘?hào)占空比為 50%，因?yàn)檫@種情況下，信號(hào)沒有偶次諧波。這時(shí)需要修改一下信號(hào)占空比。此外，對(duì)于如果是單向的時(shí)鐘信號(hào)，一般采用源端串聯(lián)匹配。這樣可以抑制二次反射，但不會(huì)影響時(shí)鐘沿速率。源端匹配值，可以采用下圖公式得到。

39、什么是走線的拓?fù)浼軜?gòu)？

Topology,有的也叫 routing order.對(duì)于多端口連接的網(wǎng)絡(luò)的布線次序。

40、怎樣調(diào)整走線的拓?fù)浼軜?gòu)來提高信號(hào)的完整性？

這種網(wǎng)絡(luò)信號(hào)方向比較復(fù)雜，因?yàn)閷?duì)單向，雙向信號(hào)，不同電平種類信號(hào)，拓樸影響都不一樣，很難說哪種拓樸對(duì)信號(hào)質(zhì)量有利。而且作前仿真時(shí)，采用何種拓樸對(duì)工程師要求很高，要求對(duì)電路原理，信號(hào)類型，甚至布線難度等都要了解。

41、怎樣通過安排疊層來減少 EMI 問題？

首先，EMI 要從系統(tǒng)考慮，單憑 PCB 無法解決問題。層迭對(duì) EMI 來講，我認(rèn)為主要是提供信號(hào)最短回流路徑，減小耦合面積，抑制差模干擾。另外地層與電源層緊耦合，適當(dāng)比電源層外延，對(duì)抑制共模干擾有好處。



42、為何要鋪銅？

一般鋪銅有幾個(gè)方面原因。１，EMC.對(duì)于大面積的地或電源鋪銅，會(huì)起到屏蔽作用，有些特殊地，如 PGND 起到防護(hù)作用。２，PCB 工藝要求。一般為了保證電鍍效果，或者層壓不變形，對(duì)于布線較少的PCB 板層鋪銅。３，信號(hào)完整性要求，給高頻數(shù)字信號(hào)一個(gè)完整的回流路徑，并減少直流網(wǎng)絡(luò)的布線。當(dāng)然還有散熱，特殊器件安裝要求鋪銅等等原因。

43、在一個(gè)系統(tǒng)中，包含了dsp和 pld，請(qǐng)問布線時(shí)要注意哪些問題呢？

看你的信號(hào)速率和布線長度的比值。如果信號(hào)在傳輸在線的時(shí)延和信號(hào)變化沿時(shí)間可比的話，就要考慮信號(hào)完整性問題。另外對(duì)于多個(gè) DSP，時(shí) 鐘，數(shù)據(jù) 信號(hào)走線拓普也會(huì)影響信號(hào)質(zhì)量和時(shí)序，需要關(guān)注。

44、除 protel 工具布線外，還有其他好的工具嗎？

至于工具，除了 PROTEL，還有很多布線工具，如 MENTOR 的 WG2000,EN2000 系列和 powerpcb，Cadence 的 allegro，zuken 的 cadstar,cr5000 等，各有所長。

45、什么是“信號(hào)回流路徑”？

信號(hào)回流路徑,即 return current。高速數(shù)字信號(hào)在傳輸時(shí)，信號(hào)的流向是從驅(qū)動(dòng)器沿 PCB 傳輸線到負(fù)載，再由負(fù)載沿著地或電源通過最短路徑返回驅(qū)動(dòng)器端。這個(gè)在地或電源上的返回信號(hào)就稱信號(hào)回流路徑。Dr.Johson 在他的書中解釋，高頻信號(hào)傳輸，實(shí)際上是對(duì)傳輸線與直流層之間包夾的介質(zhì)電容充電的過程。SI 分析的就是這個(gè)圍場的電磁特性，以及他們之間的耦合。

46、如何對(duì)接插件進(jìn)行SI分析？

在 IBIS3.2 規(guī)范中，有關(guān)于接插件模型的描述。一般使用 EBD 模型。如果是特殊板，如背板，需要SPICE 模型。也可以使用多板仿真軟件（HYPERLYNX 或 IS_multiboard），建立多板系統(tǒng)時(shí)，輸入接插件的分布參數(shù)，一般從接插件手冊(cè)中得到。當(dāng)然這種方式會(huì)不夠精確，但只要在可接受范圍內(nèi)即可。

47、請(qǐng)問端接的方式有哪些？

端接（terminal）,也稱匹配。一般按照匹配位置分有源端匹配和終端匹配。其中源端匹配一般為電阻串聯(lián)匹配，終端匹配一般為并聯(lián)匹配，方式比較多，有電阻上拉，電阻下拉，戴維南匹配，AC 匹配，肖特基二極管匹配。

48、采用端接（匹配）的方式是由什么因素決定的？

匹配采用方式一般由 BUFFER 特性，拓普情況，電平種類和判決方式來決定，也要考慮信號(hào)占空比，系統(tǒng)功耗等。

49、采用端接（匹配）的方式有什么規(guī)則？

數(shù)字電路最關(guān)鍵的是時(shí)序問題，加匹配的目的是改善信號(hào)質(zhì)量，在判決時(shí)刻得到可以確定的信號(hào)。對(duì)于電平有效信號(hào)，在保證建立、保持時(shí)間的前提下，信號(hào)質(zhì)量穩(wěn)定；對(duì)延有效信號(hào)，在保證信號(hào)延單調(diào)性前提下，信號(hào)變化延速度滿足要求。Mentor ICX 產(chǎn)品教材中有關(guān)于匹配的一些資料。另外《High Speed Digital design a hand book of blackmagic》有一章專門對(duì) terminal 的講述，從電磁波原理上講述匹配對(duì)信號(hào)完整性的作用，可供參考。

50、能否利用器件的 IBIS 模型對(duì)器件的邏輯功能進(jìn)行仿真？如果不能，那么如何進(jìn)行電路的板級(jí)和系統(tǒng)級(jí)仿真？

IBIS 模型是行為級(jí)模型，不能用于功能仿真。功能仿真，需要用 SPICE 模型，或者其他結(jié)構(gòu)級(jí)模型。