通信,航空航天,物聯網,汽車,消費電子產品,航空航天只是少數需要高速印刷電路板的行業。高速板的組裝在幾個方面與標準板不同。實際上,電路板組裝中的這些差異有助于高速電路的生產。因此,如果您是第一次從事高速PCBA項目的PCB設計人員,那么您需要了解本文中列出的設計技術。
優化PCBA速度的準則
不良的布局和設計可能會導致組裝高速PCB時出現一些性能問題。以下是在進行高速PCB組裝項目時必須特別注意的領域。
1.規劃:高速PCB組裝需要與信號速度,敏感信號,材料要求和其他客戶特定要求有關的足夠規劃。記下所有要點,以免在以后出現混亂。
2.準備原理圖:在準備原理圖時要特別注意,因為它有助于整個高速PCB組裝。借助原理圖中電路流程的精確描述,分配給電路板上工作的工程師可以清楚地了解組件的順序,差分對的布線,時鐘線等。反過來,這有助于他們確定高速PCB的布局。總體而言,準備原理圖是第一步,這極大地幫助組織和展示了高速設計。
3.協作:在大多數情況下,原理圖工作人員可能與部署電路板的人員不同。因此,建議以后負責的人員與進行初始示意圖和布局的人員進行討論。
4.電路板材料和堆疊要求:組裝中使用的材料在確定最終組裝的速度方面起著巨大的作用。與標準PCB相比,高速板的生產中使用了特殊的材料。所使用的材料中包括FR-4和Rogers。同時,如何構造層堆疊對于確定最終組裝的速度也具有重要意義。將信號層放置在與平面層相鄰的位置,在平面之間的內層上路由高速信號以及在層堆疊中使用多個接地層有助于優化速度。
5.元件放置:某些針對高速PCB的經過實踐檢驗的元件放置策略。您可以將組件放置在關鍵的電源位置,或者排列輸入/輸出點或單個電路,以提高電路速度。
6.電源平面和接地平面:建議避免使用任何路由信號將接地平面分開。這樣做會導致討厭的EMI和信號時序問題,進而影響PCB速度。
7.焊盤圖案尺寸:設計較大的焊盤對于標準電路板是常見的,但對于高速電路則不建議使用。最好將焊盤的尺寸保持在組件引腳尺寸的0-5%。反過來,這為組裝差分對,過孔以及FPGA或IC提供了更多空間,這對于優化電路板的速度是必不可少的。
8.寄生:這些基本上是意外雜散電容,會影響最終組件的性能和速度。因此,重要的是要找出這種寄生的來源,并在高速板設計中避免這種電感。
9.布線/屏蔽:電路板上的信號相互干擾是設計人員面臨的普遍問題。請注意,在設計高速PCB時,不允許信號路徑之間出現這種信號沖突。在信號走線之間保持良好的距離,最大程度減少相鄰電路板層上的長走線,并保持最小的長并行走線將有助于解決該問題。
致力于優化PCB速度的PCB工程師還必須注意以下設計技術:
l在平面連接中使用散熱裝置
l最小化走線之間的串擾
l使用差分路由技術
l盡量保持筆直
l利用寬而短的走線將電源引腳連接到電源層
l緩沖負載以限制負載電容
l了解帶狀線和微帶路由技術
l使用特定的形狀或“拓撲”以實現所需的電路路徑
l以確保最大屏蔽效益的方式路由信號
l為當前回報留出一條有效途徑
l最小化走線之間的耦合
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