PCB的概念及基礎(chǔ)知識(shí)講解

2020-10-30 14:22 作者:中信華PCB 0人讀過(guò) | 我要投稿

PCB的概念及基礎(chǔ)知識(shí)講解

1)PCB計(jì)量單位

PCB計(jì)量單位PCB的計(jì)量單位通常是英制單位，而不是公制單位。

PCB外形尺寸單位通常是in。

介質(zhì)厚度、導(dǎo)體長(zhǎng)度和寬度的單位通常是in或mil。1mil=0.001in1mil=0.0254mm

導(dǎo)體厚度的單位為盎司（oz,金屬導(dǎo)體的質(zhì)量是指1in2材料的質(zhì)量），常用厚度為0.5oz=17.5μm1.0oz=35.0μm2.0oz=70.0μm3.0oz=105.0μm

2)PCB傳輸線物理特征

PCB傳輸線物理特性在PCB中，銅是作為傳輸導(dǎo)體的最常用材料，傳輸線或連接器在電鍍后，可能覆上一層金來(lái)防止腐蝕。如圖1-2-12所示，傳輸線的長(zhǎng)度L和寬度W通常由PCB布局工程師設(shè)定。傳輸線的寬度和間距一般不小于5mil;傳輸線的厚度H因制作工藝不同而不同，通常是0.5~3oz,發(fā)展趨勢(shì)為0.25oz。

圖1-2-12PCB傳輸線的阻抗

提示：上述因素會(huì)影響到電阻、電容及傳輸線的阻抗，必須完全理解才能有助于高速PCB設(shè)計(jì)。

3)示波器

示波器是在高速PCB設(shè)計(jì)分析中的基本工具，因?yàn)楦咚贁?shù)字信號(hào)是方波，方波含有高能量及大量的奇次諧波，而且隨著技術(shù)的升級(jí)，波長(zhǎng)減小，上升時(shí)間和下降時(shí)間隨之降低，會(huì)包含更多的諧波。如圖1-2-15所示的波形，低成本的示波器可能不能完成測(cè)量驗(yàn)證功能。示波器的性能會(huì)影響PCB的分析，一般要考虛示波器的帶寬和采樣頻率。低成本、低性能的示波器可能不會(huì)顯示高速PCB設(shè)計(jì)分析中的一些重要信息，如信號(hào)干擾、下沖、過(guò)沖、供電噪聲等。

4)典型PCB制作流程

(1)從顧客手中得到Gerber文件、Drill文件和其他PCB屬性的文件。如DXP，PADS，99SE文件。

(2)準(zhǔn)備PCB基板和層壓（重點(diǎn)）。

銅膜附著到基板材料（如FR-4)。

(3)內(nèi)層圖像傳輸。

①將抗蝕刻的化學(xué)制劑粘貼在需要保留的銅（如傳輸線和過(guò)孔）上并使其固化。

②洗掉沒(méi)有固化的化學(xué)制劑。

③對(duì)銅膜進(jìn)行蝕刻（通常是氯化鐵或氨），將沒(méi)有粘貼化學(xué)制劑的銅腐蝕掉。

④溶解去除固化的用于抗蝕刻的制劑。

⑤清洗PCB,洗去殘?jiān)?/p>

(4)碾壓層。

(5)鉆孔、清洗和對(duì)過(guò)孔電鍍。

①層間的連接線路就在此時(shí)制作。

②鉆出的孔堆棧在一起形成過(guò)孔。

③將PCB浸泡在電鍍?nèi)芤褐校纬梢粚颖”〉你~內(nèi)孔。

④電渡后沉淀1mil的銅。

(6)外層圖像傳輸。

(7)進(jìn)行阻悍配制。

(8)絲印或曝光（文本和圖形）。

5)電源/地平面層

電源平面層或地平面層是指一個(gè)提供電源和地信號(hào)的固定的銅層，通常比信號(hào)層的厚度大以減小其電阻。如圖1-2-13所示，在高速PCB中使用電源/地平面層可以為PCB上的電源和地信號(hào)提供一個(gè)穩(wěn)定的、低阻抗的傳輸路徑，可以屏蔽層與層之間的信號(hào)，這樣能盡量減少串?dāng)_；提供散熱途徑；大幅度地増加"平面間電容"；也可以對(duì)防止PCB的變形起到有效的作用。（注意：在低頻時(shí)，電流將沿電阻最小的路徑傳輸；在高頻時(shí)，電流將沿電感最小的路徑傳輸。）

6)電介質(zhì)/絕緣體

大多數(shù)PCB絕緣材料可以采用相對(duì)電介質(zhì)，這對(duì)維持傳輸線的恒定阻抗很重要。

常用的電介質(zhì)材有如下6種。

FR-4 (玻璃纖維和環(huán)氧樹(shù)脂）：最常用，應(yīng)用廣泛，成本相對(duì)較低；介電常數(shù)最大為4.70,500MHz時(shí)為4.35,1GHz時(shí)為4.34?？梢越邮盏男盘?hào)頻率最大不超過(guò)2GHz (超過(guò)這個(gè)頻率時(shí)損失和串?dāng)_將増加）。