PCB信号完整性布线技术.pdf

PCB布线技术PCB设计的艺术•好的PCB设计需要花费数十年的时间才能不断磨砺而成•设计一个可靠的高速混合系统需要用到大量的理论知识以及与之相对应的实际应用•这篇文档将会用到许多重要的概念目录•PCBS101•优秀的高速PCB设计练习–电源/地系统的效率–正确使用去耦电容–电阻电容在高速设计中真正的特性–高速信号的传输-线还是传输线–阻抗不匹配串联及并联终端–控制EMI•混合信号布线–混合信号的接地方式–混合信号设计中的地平面–电源的滤波及去耦–考虑寄生参数–控制差分阻抗•小信号布线–考虑走线损耗–在屏蔽电缆中正确接地–最小化PCB泄漏电流–预防PCB温度问题PCB基础PCB量测的单位•PCB设计起源于美国所以其常用单位是英制而非公制–版子的大小通常使用英尺–介质厚度&导体的长宽通常使用英尺及英寸•1mil=0.001inches•1mil=.0254mm–导体的厚度常使用盎司(oz)•一平方英尺金属的重量•典型值–0.5oz=17.5μm–1.0oz=35.0μm–2.0oz=70.0μm–3.0oz=105.0μmPCB基础PCB叠层典型8层板的横截面•一个PCB由不断交错着的Prepreg和Core组成•材料：–Core:一片薄薄的固化的介质（通常是FR4:玻璃纤维&环氧基树脂）–Prepreg:preimpregnated的简写。一片薄薄的未固化的介质（通常FR4：玻璃纤维-环氧基树脂）当被加热或挤压时Prepreg会溶解在环氧基树脂胶里然后变成和Core具有相同介电常数的材料–铜箔：一片铜板使用一环氧树脂粘合在Core的两边•PCB的层数代表的是铜箔的层数–一个8层PCB包含8层铜箔–叠层根据板子在纵轴上的中心点对称以避免在热循环中的机械应力PCB结构PCB导体:Traces•铜是PCB中最常用的导体–走线或连接器一般通过镀金来提供一个抗腐蚀的电传导特性–走线的宽度和长度-由PCB布线工程师控制•在通常的制造工艺下走线的宽度和之间的间距一般要≥5mil–走线厚度-制造工艺的变量•典型值0.5oz–3oz•趋势0.25oz•SITip:以上因素都会影响走线的电阻电容阻抗在高速信号设计中都要被慎重的考虑PCB基础PCB导体：电源平面•电源平面–使用一个完整的铜箔平面来提供电源或地–一般会使用比信号层更厚的铜箔层来降低电阻•为什么需要？–为PCB上所有设备的电源地信号提供一个稳定的低阻抗的路径–屏蔽层与层之间的信号以此来降低串扰•SItip:通过在Core的两边加相对的电源与地可以最大化“板间电容”。同样也可以减少PCB的翘曲PCB基础PCB介质•一般的介质材料–FR-4（玻璃纤维和环氧基树脂交织而成）•最