PCB設(shè)計技巧疑難解析

13、在高密度印制板上通過軟件自動產(chǎn)生測試點一般情況下能滿足大批量生產(chǎn)的測試要求嗎?

一般軟件自動產(chǎn)生測試點是否滿足測試需求必須看對加測試點的規(guī)范是否符合測試機具的要求。另外，如果走線太密且加測試點的規(guī)范比較嚴，則有可能沒辦法自動對每段線都加上測試點，當(dāng)然，需要手動補齊所要測試的地方。

14、添加測試點會不會影響高速信號的質(zhì)量?

至于會不會影響信號質(zhì)量就要看加測試點的方式和信號到底多快而定?；旧贤饧拥臏y試點(不用線上既有的穿孔(via or DIP pin)當(dāng)測試點)可能加在線上或是從線上拉一小段線出來。前者相當(dāng)于是加上一個很小的電容在線上，后者則是多了一段分支。這兩個情況都會對高速信號多多少少會有點影響，影響的程度就跟信號的頻率速度和信號緣變化率(edge rate)有關(guān)。影響大小可透過仿真得知。原則上測試點越小越好(當(dāng)然還要滿足測試機具的要求)分支越短越好。

15、若干PCB 組成系統(tǒng)，各板之間的地線應(yīng)如何連接?

各個PCB 板子相互連接之間的信號或電源在動作時，例如A 板子有電源或信號送到B 板子，一定會有等量的電流從地層流回到A 板子 (此為Kirchoff current law)。這地層上的電流會找阻抗最小的地方流回去。所以，在各個不管是電源或信號相互連接的接口處，分配給地層的管腳數(shù)不能太少，以降低阻抗，這樣可以降低地層上的噪聲。另外，也可以分析整個電流環(huán)路，尤其是電流較大的部分，調(diào)整地層或地線的接法，來控制電流的走法(例如，在某處制造低阻抗，讓大部分的電流從這個地方走)，降低對其它較敏感信號的影響。

16、能介紹一些國外關(guān)于高速PCB 設(shè)計的技術(shù)書籍和資料嗎?

現(xiàn)在高速數(shù)字電路的應(yīng)用有通信網(wǎng)路和計算機等相關(guān)領(lǐng)域。在通信網(wǎng)路方面，PCB 板的工作頻率已達GHz 上下，迭層數(shù)就我所知有到40 層之多。計算機相關(guān)應(yīng)用也因為芯片的進步，無論是一般的PC 或服務(wù)器(Server)，板子上的最高工作頻率也已經(jīng)達到400MHz (如Rambus)以上。因應(yīng)這高速高密度走線需求，盲埋孔(blind/buried vias)、mircrovias 及build-up 制程工藝的需求也漸漸越來越多。這些設(shè)計需求都有廠商可大量生產(chǎn)。

17、兩個常被參考的特性阻抗公式：

a.微帶線(microstrip)Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中，W 為線寬，T 為走線的銅皮厚度，H 為走線到參考平面的距離，Er 是PCB 板材質(zhì)的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式必須在0.1(W/H)2.0 及1(Er)15 的情況才能應(yīng)用。

b.帶狀線(stripline)Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]} 其中，H 為兩參考平面的距離，并且走線位于兩參考

平面的中間。此公式必須在W/H0.35 及T/H0.25 的情況才能應(yīng)用。

18、差分信號線中間可否加地線?

差分信號中間一般是不能加地線。因為差分信號的應(yīng)用原理最重要的一點便是利用差分信號間相互耦合(coupling)所帶來的好處，如flux cancellation，抗噪聲(noise immunity)能力等。若在中間加地線，便會破壞耦合效應(yīng)。

19、剛?cè)岚逶O(shè)計是否需要專用設(shè)計軟件與規(guī)范?國內(nèi)何處可以承接該類電路板加工?

可以用一般設(shè)計PCB 的軟件來設(shè)計柔性電路板(Flexible Printed Circuit)。一樣用Gerber 格式給FPC 廠商生產(chǎn)。由于制造的工藝和一般PCB 不同，各個廠商會依據(jù)他們的制造能力會對最小線寬、最小線距、最小孔徑(via)有其限制。除此之外，可在柔性電路板的轉(zhuǎn)折處鋪些銅皮加以補強。至于生產(chǎn)的廠商可上網(wǎng)“FPC”當(dāng)關(guān)鍵詞查詢應(yīng)該可以找到。

20、適當(dāng)選擇PCB 與外殼接地的點的原則是什么?

選擇PCB 與外殼接地點選擇的原則是利用chassis ground 提供低阻抗的路徑給回流電流(returning current)及控制此回流電流的路徑。例如，通常在高頻器件或時鐘產(chǎn)生器附近可以借固定用的螺絲將PCB 的地層與chassis ground 做連接，以盡量縮小整個電流回路面積，也就減少電磁輻射。

21、電路板DEBUG 應(yīng)從那幾個方面著手?

就數(shù)字電路而言，首先先依序確定三件事情：

1. 確認所有電源值的大小均達到設(shè)計所需。有些多重電源的系統(tǒng)可能會要求某些電源之間

起來的順序與快慢有某種規(guī)范。

2. 確認所有時鐘信號頻率都工作正常且信號邊緣上沒有非單調(diào)(non-monotonic)的問題。

3. 確認reset 信號是否達到規(guī)范要求。

這些都正常的話，芯片應(yīng)該要發(fā)出第一個周期(cycle)的信號。接下來依照系統(tǒng)運作原理與bus

protocol 來debug。

22、在電路板尺寸固定的情況下，如果設(shè)計中需要容納更多的功能，就往往需要提高PCB的走線密度，但是這樣有可能導(dǎo)致走線的相互干擾增強，同時走線過細也使阻抗無法降低，請專家介紹在高速(>100MHz)高密度PCB 設(shè)計中的技巧?

在設(shè)計高速高密度PCB 時，串?dāng)_(crosstalk interference)確實是要特別注意的，因為它對時序(timing)與信號完整性(signal integrity)有很大的影響。以下提供幾個注意的地方：

1.控制走線特性阻抗的連續(xù)與匹配。

2.走線間距的大小。一般常看到的間距為兩倍線寬?？梢酝高^仿真來知道走線間距對時序及信號完整性的影響，找出可容忍的最小間距。不同芯片信號的結(jié)果可能不同。

3.選擇適當(dāng)?shù)亩私臃绞健?p>4.避免上下相鄰兩層的走線方向相同，甚至有走線正好上下重迭在一起，因為這種串?dāng)_比同層相鄰走線的情形還大。

5.利用盲埋孔(blind/buried via)來增加走線面積。但是PCB 板的制作成本會增加。在實際執(zhí)行時確實很難達到完全平行與等長，不過還是要盡量做到。除此以外，可以預(yù)留差分端接和共模端接，以緩和對時序與信號完整性的影響。