硬件工程師需要了解的PCB設計問題
發布時間:2019-06-11 責任編輯:xueqi
【導讀】以下總結了硬件工程師需要了解PCB設計7個方麵的問題,比如:在進行高速多層PCB設計時,關於電阻電容等器件的封裝的選擇的,主要依據是什麼?常用哪些封裝?

1問:在進行高速多層PCB設計時,關於電阻電容等器件的封裝的選擇的,主要依據是什麼?常用哪些封裝,能否舉幾個例子。
答:0402是手機常用;0603是一般高速信號的模塊常用;依據是封裝越小寄生參數越小,當然不同廠家的相同封裝在高頻性能上有很大差異。建議在關鍵的位置使用高頻專用元件。
2問:多層板布局時需要注意哪些事項?
答:duocengbanbujushi,yinweidianyuanhedicengzaineiceng,yaozhuyibuyaoyouxuanfudedipingmianhuodianyuanpingmian,lingwaiyaoquebaodadaodishangdeguokongqueshiliandaoledipingmianshang,zuihoushiyaoweiyixiezhongyaodexinhaojiayixieceshidian,fangbiantiaoshideshihoujinxingceliang。
3問:通孔和盲孔對信號的差異影響有多大?應用的原則是什麼?
答:采用盲孔或埋孔是提高多層板密度、減jian少shao層ceng數shu和he板ban麵mian尺chi寸cun的de有you效xiao方fang法fa,並bing大da大da減jian少shao了le鍍du覆fu通tong孔kong的de數shu量liang。但dan相xiang比bi較jiao而er言yan,通tong孔kong在zai工gong藝yi上shang好hao實shi現xian,成cheng本ben較jiao低di,所suo以yi一yi般ban設she計ji中zhong都dou使shi用yong通tong孔kong。
4問:在設計PCB 時,如何考慮電磁兼容性 EMC/EMI,具體需要考慮哪些方麵?采取哪些措施?
答:好的 EMI/EMC 設計必須一開始布局時就要考慮到器件的位置, PCB 疊(die)層(ceng)的(de)安(an)排(pai),重(zhong)要(yao)聯(lian)機(ji)的(de)走(zou)法(fa),器(qi)件(jian)的(de)選(xuan)擇(ze)等(deng)。例(li)如(ru)時(shi)鍾(zhong)產(chan)生(sheng)器(qi)的(de)位(wei)置(zhi)盡(jin)量(liang)不(bu)要(yao)靠(kao)近(jin)對(dui)外(wai)的(de)連(lian)接(jie)器(qi),高(gao)速(su)信(xin)號(hao)盡(jin)量(liang)走(zou)內(nei)層(ceng)並(bing)注(zhu)意(yi)特(te)性(xing)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)與(yu)參(can)考(kao)層(ceng)的(de)連(lian)續(xu)以(yi)減(jian)少(shao)反(fan)射(she),器(qi)件(jian)所(suo)推(tui)的(de)信(xin)號(hao)之(zhi)斜(xie)率(lv)(slew rate)盡量小以減低高頻成分,選擇去耦合(decoupling/bypass)電容時注意其頻率響應是否符合需求以降低電源層噪聲。另外,注意高頻信號電流之回流路徑使其回路麵積盡量小(也就是回路阻抗 loop impedance 盡量小)以減少輻射, 還可以用分割地層的方式以控製高頻噪聲的範圍,最後,適當的選擇PCB 與外殼的接地點(chassis ground)。
5問:高速 PCB,布線過程中過孔的避讓如何處理,有什麼好的建議?
答:高速 PCB,最好少打過孔,通過增加信號層來解決需要增加過孔的需求。
6問:在即有模擬電路又有數字電路的電路中,PCB 板設計時如何避免互相幹擾問題?
答:模擬電路如果匹配合理輻射很小,一般是被幹擾。幹擾源來自器件、電源、空間和 PCB;數字電路由於頻率分量很多,所以肯定是幹擾源。解決方法一般是,合理器件的布局、電源退偶、PCB 分層,如果幹擾特點大或者模擬部分非常敏感,可以考慮用屏蔽罩 。
7問:怎樣判斷PCB板設計時需要多少層?
答:從走線密度、BGA和信號3方麵考慮:
1. 走線密度
一般來說,PCB先布局,再來評估板子的層數;布局完後,就可以看到板子的信號流向,走線順不順(考慮交叉線),需要幾個走線層。評估重點在飛線最密集的區域,因為最密集區域的走線理順,其他稀鬆的區域就easy了;
2. BGA:
當有PCB上BGA時候,評估重點在於BGA的深度(就是焊盤至中間焊盤(一般為電源或者地的焊盤)的個數),BGA焊盤的間距在0.65mm以上的時候,兩個深度的焊盤走一層信號線;
3. 信號考慮:
基於信號質量的考慮,都需要添加地層(屏蔽籠子),進行電磁幹擾屏蔽,增加回流路徑。比如一般來說可以toplayer-signal1-signal2-bottom,但是為了得到更好的、更加穩定的信號,可以設計成toplayer-GND-signal1-signal2-PWM-bottom(但一般都不會這樣,因為成本原因)。
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