• 电子可靠性考评

    一、消费电子领域可靠性考评项目 消费电子对封装可靠性的要求相对适中,重点关注温度循环、湿热环境及机械应力等常见场景。 温度循环测试(TCT) 测试条件:-40℃↔125℃或-55℃↔85℃,循环500~1000次(依JEDEC JESD22-A104标准)。 判定标准:测试后无开路/短路,电阻变化率≤10%。 失效机制:界面分层、焊点裂纹、金属层位移。 高温高湿反偏测试(THB) 测试条件:85℃/85% RH,施加额定偏压1000小时。 判定标准:漏电流激增或功能失效即判为不合格。 失效机制:铝腐蚀、湿气渗透导致金属线路腐蚀。 高压蒸煮测试(PCT) 测试条件:121℃、100% RH、2 atm,持续96小时。 判定标准:封装无分层、塑封材料无膨胀或开裂。 失效机制:湿气渗透引发的化学腐蚀。 机械应力测试(振动/跌落) 振动测试:频率10~2000Hz,加速度5~20G,持续数小时。 跌落测试:1~1.2米高度自由跌落,模拟运输冲击。 判定标准:焊点无断裂,电气性能正常。 二、车载电子领域可靠性考评项目 车载电子需满足车规级标准(如AEC-Q101),测试条件更严苛,涵盖极端温度、高湿、高压及长期稳定性。 高温反偏测试(HTRB/HV-H3TRB) 测试条件:150℃、反向偏压(常规100V,加严至960V),持续1000小时。 判定标准:漏电流或阈值电压漂移≤10%。 失效机制:栅氧击穿、界面离子迁移。 功率温度循环测试(BLR) 测试条件:-40℃↔125℃循环2600次,间歇施加工作电压。 判定标准:焊点无疲劳断裂,封装无分层。 典型应用:发动机控制单元等安全关键部件。 高加速应力测试(HAST) 测试条件:130℃、85% RH、2.3 atm,施加偏压96小时。 判定标准:无腐蚀或塑封异常,功能正常。 失效机制:电偶腐蚀、湿气侵入导致线路短路。 板级可靠性测试(BLR) 测试内容:结合温度循环(-55℃↔150℃)与间歇运行寿命测试,模拟PCB焊接后的长期稳定性。 判定标准:焊点强度≥5N,共面性误差≤50μm(BGA封装)。 预处理测试(Precon) 测试流程:吸湿(MSL等级测试)→回流焊(峰值温度260℃)→检查爆米花效应。 判定标准:内部无分层或裂纹,电气参数符合要求。 三、条件判定与标准对比 四、行业标准与认证 消费电子:JEDEC(如JESD22-A104)、IPC(焊点可靠性)57。 车载电子:AEC-Q101(分立器件)、AEC-Q100(集成电路)、ISO 26262(功能安全)。 通过上述测试项目与条件对比可见,车载电子在温度范围、循环次数、湿度压力及机械强度等方面要求显著高于消费电子。企业在设计封装时需结合应用场景选择适配的测试方案,并参考行业标准优化工艺参数,以确保产品在全生命周期内的可靠性。

    05-06 96浏览
  • 新“焊武帝”元器件焊接思路简析

    熟识插件与贴片—>焊接工具简述->插件与贴片的拆焊技巧—>焊接原理、技巧及其他注意要点 目录 熟识插件与贴片 插件初感知 贴片初感知 焊接工具 焊台 焊锡丝 热风枪 焊锡膏 加热台 插件与贴片的拆焊技巧 插件拆焊 贴片拆焊 其他工具的使用 常用焊接技巧 重要焊接原理及特殊技巧 其他注意要点 #写在前面的话 元器件焊接重在实践,理论知识只是辅助并指导于实践的,让自己的大脑形成一种定势思维模式,然后在实践的过程中不断进行检验,从反馈中不断得到深化,进而得以进行重构。 熟识插件与贴片 先来两张电路板的图片 闲话(方便理解):无论是多么复杂的板子,都是由基本单元构成的,它们中的有些以功能而划分,有些又以存在的状态来划分(比如这两个板子,我可以认为它们上面大多数都是贴片和接插件)。不同类型的划分有时候更侧重于适用领域和特殊作用等,但它始终是它,本质是不变的。这一篇是关于焊接的,从这个角度来说,学习贴片和插件的焊接(也就是学习板子上绝大多数元件的焊接)就显得尤为必要。虽然贴片也有各种封装且大小不一,又各自有其功能,但从易到难,层层递进,掌握住其技巧,再去操作更为复杂的封装的焊接,这样一层一层的打怪,自己也会不断地升级换代的。 插件初感知 这里简单的放了一些,还有各种接插件,如各种排针,开关,插座等。 贴片初感知 个头迥然不同 封装各有千秋 元器件选型、绘图、焊接、调试等过程中,我们都会时不时的考虑一下应用场景,性价比等,最后选择符合自己需求的元件参数及封装。 焊接工具 市面上各种各样的工具通常是匹配各种各种的需求而来的,或者说有特殊用途 焊接自然少不了焊接工具,正所谓工欲善其事必先利其器嘛。我自己用的是T12焊台,总体感受很不错。尤其在最开始刚焊接的时候,如果焊台不行,烙铁不行,焊锡丝也不行等,那么本来就刚学,原理知道的不多,才刚开始实践,一上来就会自信心被打击的,会出现各种问题。新手最好选择可调温,升温快的且温度稳定可靠的。因为元件都有自己的属性,不同的元件焊接的温度也会有所需求,不合适的温度可能会导致元件的损坏;另外升温快的话利于我们进行较长时间或者大量的焊接工作,还有利于元件的拆除更换等工作。 焊台 选择可调温、升温快且温度稳定可靠的焊台 焊锡丝 焊锡丝有粗有细,焊贴片选直径0.6或0.8规格,插件选1.0规格的,尽量买自带松香的,一切都是为了好上锡,速上锡 有些贴片元件或者特殊封装的,用烙铁不太好焊接,封装太密集容易连锡,不熟练的话,可能会导致各种虚焊的情况,底部引脚封装的又不好操作,热风枪这时候就可以派上用场,大显身手了 热风枪 热风枪在电子维修领域使用甚广,元件的拆卸与焊接,元器件的更换等常常会有它的身影 焊锡膏 焊锡膏在电路板上上锡膏,镊子夹着元件对准引脚,风枪调节合适的温度在上方周围均匀的吹,一般这就是热风枪的常见焊接使用了 焊锡膏的两种常见用法: 自己手动不借助工具去在电路板上上锡膏 搞几个开发板开个钢网,然后对应孔位上锡膏,这种适合预算足够或者封装较难焊接的芯片 新手也推荐使用烙铁风枪二合一的,可拆可焊接,可独立使用,也可以同时使用 加热台 LED灯拆焊台平时玩玩用是可以的。特点:小巧、升温慢、温度不可控,注意把握火候! 恒温加热台温度可调,升温快,比较安全。适用场景:贴片类元器件、特殊封装,风枪易吹跑的 *其他的如松香、镊子、剪线钳、助焊膏、高温海绵、焊接钢丝球、固定架、放大镜、隔热垫、线材等焊接常用的就不赘述了,按需求购买即可。 插件与贴片的拆焊技巧 插件拆焊 贴片拆焊 贴片元件的焊接最重要的是找到第一引脚的位置。一般来说芯片的第一引脚都会有个圆圈,代表是第一引脚标记的一个位置。 其他工具的使用 剪线钳剪线常用两方法 手拉着上面的引脚,剪掉多余的引脚 另外一层按着,另一个手剪掉多余引脚 吸锡器的使用方法 一般用来取走多余的锡,先用锡给上上去多一些 然后烙铁放到引脚出融化,按下吸锡器,然后放到引脚出进行吸锡操作,戳上去反复弄几次就可以了。*如果一个焊盘散热比较快,比如说它是一个接地的口,在通孔的过程中就不好通,因为你烙铁一放的话它的温度就直接下降了,下降的话这个孔就堵住了,你吸不上来。*所以这种方法就比较适合连接比较小的单个焊盘的一个位置。另外的话就是用那个吸锡带,通孔还有一种方法就是 敲,往桌面上敲 ,确定融化了就往桌面上一敲就可以了 之前需要先上锡。这个相比于用高温海绵去蹭是烙铁丧失一定的温度,这个焊接速度更快,但凡事有利必有弊,敲时是耗费烙铁的,比如损伤外面的保护层,使烙铁更可能提前老化等,说到这里,大家日常使用时,注意对烙铁的保护哦。比如高温海绵加水浸湿后拧干拧干拧干使用,又比如不用后上层锡防止表面氧化等等。 孔被堵住了,第一步先把烙铁上的锡用海绵给刮一刮,吸锡带放到焊盘上面,然后你压着它,看到吸锡带开始冒烟了,然后就来回拖两下。当然它也有自身的缺点,因为这种散热是很快的,它通孔的效率不是特别高,这种吸锡带一般用于贴片类的通锡会更方便一些。 -洗板水的常见作用: 使板子更加美观整洁 方便后续焊接及调试操作 常用焊接技巧 基础焊接技巧: 焊接时候先把烙铁放上去加热然后再把焊锡丝怼上去融化就可以了。 线材的焊接: 如果是比较粗的导线:先用钳子拧好再上锡 如果是比较细的导线:先给两根导线分别上锡 然后再连接,当我们需要把多股电线焊接到PCB板,直接插入可能会分叉,我们可以先上锡再插入 匹配原则:大对大,小对小 即较大较粗的引脚的焊接用粗些的焊锡丝,用刀头或者马蹄头的烙铁 相反则用细点的焊锡丝,用尖头的烙铁 一般用刀头的比较方便,可以应对大多数场景 使用热风枪的话,温度和风量也要适配(涉及温度的调节和风嘴的选择),因为风量过大会吹跑元件,温度过高会吹坏焊盘,比如把焊盘吹黑 [图片] 重要焊接原理及特殊技巧 锡是有黏性的,能上的去,下的来 SMT贴片过程中会出现的两道工序 回流焊:适用于贴片的电子元器件(即引脚与电路板贴合的元器件),其是利用高温热风形成回流,从而使得锡与元器件进行粘合 峰焊:波峰焊则适用于插角电子件。波峰焊的原理是:将融化的液态焊锡形成波峰,电路板在波峰炉传送过程中引脚在经过液态焊锡波峰时,沾上液态锡进行冷却凝固,从而焊接完成。其中双波峰的波峰焊可以有效防止虚焊漏焊的发生,能有效消除毛刺、焊桥。 对于中间有散热焊盘的芯片,给它上锡的时候不要上的太厚,不然会让芯片放不平,外围管脚就容易虚焊了。 需要特别注意的是有些芯片是对焊接温度有要求的,记得看手册哦 PCB的焊接:既有贴片,又有芯片和接插件等 我们一般会遵循先低后高的原则:先焊接比较矮的贴片,再焊接比较高的插件 贴片电阻的两种焊接方法一种是先在焊盘上加锡 然后镊子夹着贴片电阻放到位置一端先用烙铁融化 多余的带出来,另一端同样操作,这需要来回带。还有一种进阶的方法就是 烙铁上上一丢丢锡 不要多哦 然后用烙铁去黏贴片电阻,然后放到位置后马上拿开烙铁 ,此方法就和焊锡膏加热后元件会自动归位的原理是一样的。 拆卸的时候烙铁操作,需要先进行一个上锡的操作,不要不舍得锡,注意力度。拆焊前后记得把焊盘和引脚都给清理干净,用烙铁把锡给带出来,不太好搞的借助吸锡带操作一下 -拖焊的操作常用在事先固定器件,以及焊接的情景。拖焊的方法:先拖轻压后拉,拉到最末尾,拉到最末尾之后往外面拉。固定:一个引脚上轻轻怼一下即可,锡融化后会冒烟的,先固定后拖焊。引脚很密,拖焊的话锡很难下来,我们可以先上锡,然后板子斜着拿一点,此时锡融化后是向下留的 注意左右轻轻拖一下 带出来。轻轻往外刮,不好拖出来的加锡再次刮,轻轻的,用力太大焊盘会被刮坏的。 其他注意要点 新手选烙铁选个好的且可调节温度的,劣质的带很强的静电,会把元器件给击穿。关于静电这个事情,需要做好一定的防静电措施,其中包括用防静电的焊接桌,戴上防静电的手环等(一般不需要这么苛刻,特殊珍贵的板子焊接可以特别注意下),还有就是不要去摸比如刚拆卸下来的很热的芯片,因为这样做的话可能会导致芯片的一个击穿,另外一个就是镊子选个好一点的好用耐用防静电的,其他的防静电的一些措施日常可以注意一下,尤其是在气候干燥静电很强的一个季节,穿的衣服什么的都需要注意一下哦

    04-23 166浏览
  • PCB盘中孔到底能不能打?

    前几天同事正在画板的时候问了我这么一句:PCB盘中孔到底能不能打?要回答这个问题,我们先了解一下盘中孔到底是什么?

    04-01 356浏览
  • 防止噪音和静电放电

    线缆和连接器1 差模和共模噪声2 串扰3 返回路径数量4 外部PCB -IO 布局建议5 防止噪音和静电放电t

    04-01 305浏览
  • PCB到底有没有必要加泪滴?

    在PCB设计过程中,核桃个人习惯在收尾的时候给PCB加上泪滴,但有时候看到很多老工程师却是没加,有时候也很疑惑

    03-27 400浏览
  • PCB设计铺铜,非铺不可吗?

    数字电路中存在大量尖峰脉冲电流,因此降低地线阻抗显得更有必要,铺铜是一种常见的降低地线阻抗的方法。

    03-11 529浏览
  • 异步电机的转子由转子铁芯、转子绕组和转轴等构成。

    定子和转子是电动机上必须的部件,定子固定安装在机壳上,一般定子上面会绕有线圈;转子是通过轴承或轴套安装固定在机座上,转子上有硅钢片、有线圈,电流在线圈的作用下会在定子、转子的硅钢片上产生磁场...

    02-20 514浏览
  • PCB 元器件位置摆放技巧

    这篇文章主要是关于 PCB 元器件位置摆放技巧, 说起位置,最开始联系到的是房地产,毕竟房嘛,最看重的就是位置(好比深圳和老家的房价简直不一个层次的)。位置除了在房地产中最重要,在PCB元器件中也是非常重要的。PCB元器件放置会影响测试、可靠性、功能、性能等方方面面。本质上讲,所有设计决策都受到PCB组件精确放置的影响。 有研究表明:乱糟糟的桌面意味着更聪明的头脑,如果在PCB设计的时候也这么想,那你就完了。对一些PCB layout工程师来说, PCB布线布局最有意思的部分绝对不是放置数百个组件,PCB布线是一门艺术。(当然我没有达到这个境界) 关于PCB布线的技巧,可以点击标题直接跳转: 干货|PCB布线教程,14条PCB布线原则技巧总结,带你搞定PCB布线PCB布线布局图 一、为什么有效的元器件布线布局很重要? 当你根据自己的心血来潮和幻想将元器件放置在PCB上时,自己是很愉快了,但当现场出现问题,面对来自其他工程师和客户的一连串投诉和挨怼时,你就很不愉快了。 组件不正确的放置会影响 PCB 的功能、耐用性、可制造性和可维护性等功能。例如,在没有适当隔离的情况下放置模拟和数字组件,恭喜你,完美且成功地让模拟信号受损。 PCB元器件实物图 当组件放置位置不正确时,功能缺乏并不是唯一的问题。如果你正在设计需要定期维护的 PCB,如果组件放置位置出现问题,再次恭喜你,会受到现场维修人员的”厚爱“。 二、常见的 PCB 元件放置问题 一般来说,大多数组件放置的问题是由于更复杂的布线或者其他问题发生的,以下是一些常见的问题: 1、元器件间距过近 当元器件放置得太近时,会产生自动取放问题,对测试(夹具)产生不利影响。 2、PCB拼板分开不方便 当组件太靠近电路板边缘时,可能很难使用布线将 PCB 拼板分离成单板。 3、返工变得更加困难 如果需要返工,如果组件间隔不好,会更加困难。 4、波峰焊元件的位置和方向 如果元件是分立的,当 PCB 通过波峰焊时,两个引脚同时进入焊料。但是,对于较大的组件,不应该放在体积比较大的组件之前,因为会产生阴影。 三、PCB元器件摆放技巧 1、了解PCB板的形状和尺寸限制 在设计 PCB 时,最重要的是要考虑 PCB 需要安装在内部的外壳,确定安装孔和边缘连接器的位置,这对 PCB 的形状和尺寸至关重要。 2、弄清楚 PCB 板的制作工艺 在设计 PCB 板之前,需要咨询制造商,是按照什么工艺来组装和测试PCB和组件的,确定好你在PCB板上的占用空间。 3、不要将集成电路放置得太近 建议在 PCB 板的每个集成电路之间至少留出 0.35 英寸至 0.5 英寸的间距,并为更大的 IC 留出更多空间。将 IC 放置得太近会导致在布线连接引脚时空间有限,从而浪费时间重新安排设计。元器件位置 4、确保相似的组件朝向相同的方向 如果将相似的组件朝向相同的方向,会使得后续人员的安装、检查和测试过程变得简单。如果没有将相似组件定在同一个方向可能会破坏焊接过程,甚至导致某些元器件根本都没有被焊接,然后使得 PCB 板出现短路和开路。PCB板上的相似的组件沿着相同的方向 5、按功能对组件进行分组 确保组件根据电路中的功能块进行隔离。例如,电源管理组件不应与模拟部件混杂在一起,高速数字通信应保持独立。 规划这些组件应放置在 PCB 上的位置,根据经验是让最嘈杂的信号远离高度敏感的信号,此外,通过根据功能对组件进行分组,你可以更好地控制它们的返回路径。元器件放置根据功能放置(模拟和数字) 6、先放置边缘元件 放置边缘元件有利于输入和输出连接的电路板布局。这些部件通常是由于机械外壳而不能移动的部件(例如,连接器、开关、插孔、USB 端口等)。如果你这样做的话,相信我,PCB安装人员和技术人员将不胜感激。边缘元件放在外围 7、高频元件的定位 当电信号超过 1 MHz 的频率时,系统变得非常关键,特别是在电气和电子元件的定位方面,尤其是电容和电感元件。即使在相互电连接时,这些组件也会根据它们的布置、电连接的形状和大小而表现不同。有时将电容或电感移动几厘米就足以完全改变电子电路的行为。 在高频电路中,接地层在扩展方面必须非常有限,并且与其相连的组件应尽可能彼此靠近。高频元件的定位 8、放置散热元件 一般规则规定,连接各种元件(电阻、电容、电感、集成器件等)的走线应该非常短,并且设备非常靠近。当主要在高频下运行时,情况确实如此。然而,最小化连接的长度可能会产生热问题,导致局部热量的不均匀积累。 乍一看无法解释的故障,在这些情况下,最好采用电路中的元件和热导管的平行定位。放置散热元件 9、让组件远离散热区 在功率要求高的应用中,稳压器会显着升温。很有可能,你已经包含了一些散热过孔以提高散热率。但是,将其他组件放置在调节器附近是没有那么机智的。当你使用功率运算放大器或其他发热设备时,这同样适用。 10、不要重叠零件 重叠的零件可能会由于组件之间的电流流过而导致短路。 11、尽可能将所有的部件都放在同一层上 一层上许多设计需要多层 PCB 来适应重量和空间限制。但是,如果将零件放置在多层上,在进行元器件安装时,因为焊接工艺问题不得进行双多通道,这可能会浪费不必要的昂贵制造成本。 12、标准化组件方向 保持IC管脚和极化元件对齐,所有 IC,无论其占位面积如何,都有一个引脚 1 标记。 如果你不希望每次提交设计时组装人员都抱怨,还是把放在它们都在同一方向上对齐。并且这可以提高组装过程的效率且减少了放置错误。 13、为铜迹线腾出空间 电子产品需要更小的 PCB,但有时你需要坚持使用最佳尺寸,不然你可能会发现不可能完成所有走线的布线。放置元件时,要确保有足够的间隙让铜线穿过,尤其是在有数百个引脚的元件附近。 14、遵循原理图设计 像原理图设计一样在 PCB 布局上按逻辑组放置组件将节省时间并最大限度地减少走线长度,因为很多部件已根据原理图进行逻辑分组。 以上就是关于PCB元器件摆放技巧简单的介绍,希望能够对大家有用。 免责声明:本文转自网络,版权归原作者所有,如涉及作品版权问题,请及时与我们联系,谢谢!

    02-17 647浏览
  • PCB不同的颜色代表什么意思?

    大多数印刷电路板需要由工程师设计,在投入生产之前需要制作原型。

    01-14 786浏览
  • 在PCB生产过程中,影响传输线阻抗的因素

    在电子产品领域,PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是极为关键的部件,无论是高速电路、高频电路还是毫米波相关产品,都离不开它。而 PCB 板的加工是一项复杂的系统工程,涵盖 PCB 材料、药水、加工工艺以及线路几何参数等多个方面,其中诸多因素都会对传输线的阻抗造成影响。 一、影响传输线阻抗的因素 (一)线路几何参数 1、线宽 线宽与阻抗成反比关系,即线宽越宽,阻抗越小;线宽越窄,阻抗越大。在生产过程中,若工艺不稳定致使线宽发生变化,那么阻抗也会随之改变。据与众多厂商合作的经验,传输线线宽的变化幅度通常在 10% 左右。将线宽变化类型设为 Gauss 分布,std 设为 10%,利用 ADS CILD 进行仿真分析,结果显示阻抗最低可达 46ohm,最高可达 58ohm。在较长的传输线上,这种极端状态可能会导致回波损耗增大,插入损耗也会相应增加。 2、线长 传输线长度增加时,信号传输路径变长,分布电容和电感也会相应增加,进而导致阻抗发生变化。随着线长的增长,信号在传输过程中受到的影响更为复杂,阻抗的改变也会对信号完整性产生较大影响 。此处说的不是特征阻抗。我们单纯把走线和与参考平面看成是电容关系,随着走线越长,综合出来的电容值也会变大。 3、线间距 线间距增大,线间的耦合电容减小,互感也会有所变化,这会使传输线的阻抗增大。合适的线间距对于控制传输线阻抗以及减少线间干扰至关重要,在 PCB 设计时需要根据具体的电路要求和信号特性来合理设置线间距 。 4、参考平面 参考平面是 PCB 设计中影响传输线阻抗的重要因素。传输线与参考平面之间的距离、参考平面的完整性以及参考平面的材质等都会对阻抗产生影响。当传输线与参考平面的距离减小时,电容增大,阻抗减小;反之,距离增大则阻抗增大。同时,若参考平面存在不连续或分割的情况,会导致传输线的电流分布发生变化,从而改变阻抗。此外,不同材质的参考平面具有不同的电导率和磁导率,也会影响传输线的阻抗特性 。 (二)PCB 材料相关 1、铜箔厚度 在 PCB 产品里,铜厚分为基铜厚度和镀铜厚度。通常基铜相对较为均匀,但也并非绝对;镀铜的均匀性则因工厂稳定性不同而差异较大。镀铜厚度的变化会致使传输线阻抗和损耗改变。假设镀铜的变化范围为 10%,通过 ADS CILD 进行统计分析,结果显示阻抗主要在 49.5 到 51ohm 之间变化,相较于线宽变化对阻抗的影响,其变化区间较小。 2、介质厚度 在 PCB 生产时,介质厚度的变化主要源于原材料、生产过程中的压合以及填胶环节。一旦介质厚度发生变化,不仅会造成阻抗改变,还会影响损耗,严重时甚至会导致传输线出现较大损耗。从仿真结果来看,阻抗变化分布在 44ohm 到 54ohm 之间,变化范围可达 10ohm。 3、介电常数 介电常数对传输线阻抗有着重要影响,一般来说,介电常数与阻抗成反比关系。不同类型的 PCB 板材具有不同的介电常数,即使是同一种板材,其介电常数也可能存在波动,进而影响传输线的阻抗。 4、介质损耗角 介质损耗角同样会对传输线的性能产生作用。 把一块环氧树脂印刷电路板材料(两面都没有覆铜)放到微波炉中,全功率加热1分钟它会被微波显著地加热。同样地,用陶瓷盘子,或者耐热玻璃也放进微波炉,它同样也被加热。事实上,几乎任何绝缘材料都能被微波炉加热。在交变电场环境中被绝缘材料吸收的热量,与这种材料的介电损耗系数(dielectric loss factor)成正比。当绝缘材料作为传输线的绝缘介质时,介电损耗会转化为信号衰耗。介电损耗越高,导致的衰耗越大。 如果我们的信号线附着在电介质基板上,信号是高频变化的交变电磁场,效果跟把基板放在微波炉是一样的情况,只不过能量没有那么大而已。 介电损耗是频率的函数。当数字设备的频率低于1GHz时,通常作为印刷电路板材料的环氧树脂(FR-4),其介电损耗可以忽略。在高频条件下,FR-4的介电损耗变得很大。对于高频电路,设计者应该选用陶瓷基板材料,如氧化铝。在千兆赫兹的情况下,这类材料的介电损耗系数更好。 (三)加工工艺相关 1、蚀刻因子 由于导体存在一定厚度,在生产过程中蚀刻出的导线并非标准的 “矩形” 结构,而是接近 “梯形”(实际也并非完全梯形)。该梯形的角度会随铜厚变化而改变,铜厚越薄,角度越接近 90°,而这个角度大小会影响阻抗。例如,当角度为 70° 时,阻抗约为 50ohm;当角度为 90° 时,阻抗约为 48.37ohm。 2、蚀刻药水特性 蚀刻药水的特性会影响蚀刻效果,进而影响导线的最终形态和尺寸,对传输线阻抗产生间接影响。 3、加工稳定性 加工稳定性是一个综合因素,它涵盖了生产过程中的多个环节。以传输线线宽为例,如果 PCB 生产过程中工艺不稳定,会导致线宽发生变化。根据与众多厂商合作的经验,传输线线宽的变化幅度通常在 10% 左右。将线宽变化类型设置为 Gauss 分布,std 设置为 10%,利用 ADS CILD 进行仿真分析,结果表明阻抗最低可达 46ohm,最高可达 58ohm。在较长的传输线上,这种极端状态可能会导致回波损耗增大,插入损耗也会相应增加。 二、综合影响分析 在实际生产过程中,影响传输线阻抗的因素并非单一变量变化,而是多个因素可能同时发生改变。当多个因素同时变化时,通过统计分析发现,阻抗主要在 40ohm 到 56ohm 之间变化,这已远远超出一般 50±10% 的要求。由此可见,对于高速高频电路产品或高端产品而言,在整个 PCB 设计和生产过程中,必须严格把控每一种物料、每一个线路几何参数以及每一个加工环节,否则极易导致产品出现意想不到的问题。 PCB工厂一般用于调整走线阻抗的手段有: PCB生产工厂在实现特征阻抗控制时,一般采用以下方法和工艺来确保设计满足信号完整性要求: 1. 选择合适的基板材料 使用具有精确且稳定介电常数(Dk)和介质损耗因子(Df)的材料,如 FR4、Rogers、PTFE 等。 控制基板厚度,以确保层间距离的一致性。 2. 走线宽度与间距控制 使用阻抗计算工具(如 Polar SI8000、ADS、HyperLynx)根据特定的特征阻抗要求(如 50Ω 或 100Ω)计算出走线宽度和间距。 精密的 PCB 生产设备可以将走线宽度和间距精确控制到微米级别。 3. 层叠结构优化 合理设计 PCB 的层数和层间叠层结构,确保信号层与参考地层之间的距离符合阻抗要求。 4. 蚀刻工艺控制 精密控制蚀刻时间和蚀刻参数,避免走线宽度和边缘不规则导致的阻抗变化。 使用化学或激光蚀刻工艺来实现高精度走线。 5. 预补偿设计 考虑制造公差,设计时适当调整走线宽度进行预补偿,以确保成品阻抗接近设计目标。 6. 电镀厚度控制 控制铜层厚度,因为铜的厚度变化会直接影响特征阻抗。 使用电镀后蚀刻工艺或控制化学镀铜厚度来确保一致性。 7. 阻焊层厚度与材料控制 阻焊层的厚度和介电常数会影响特征阻抗,因此需要严格控制阻焊材料的选择和厚度。 8. 阻抗测试与校准 在 PCB 生产过程中,使用阻抗测试仪(如 TDR 测试仪)进行在线或抽样检测。 通过闭环反馈调整生产参数,以优化生产结果。 9. 差分对走线控制 对于差分信号,需要严格控制差分对之间的走线间距、走线长度差(skew)和对称性。

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