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画软性PCB与刚性PCB区别六开彩开奖现场直播 开奖

更新时间:2020-01-28

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  展开全部随着软性PCB产量比的不断增加及刚挠性PCB的应用与推广,现在比较常见在说PCB时加上软性、刚性或刚挠性再说它是几层的PCB。通常,用软性绝缘基材制成的PCB称为软性PCB或挠性PCB,刚挠复合型的PCB称刚挠性PCB。它适应了当今电子产品向高密度及高可靠性、小型化、轻量化方向发展的需要,还满足了严格的经济要求及市场与技术竞争的需要。

  在国外,软性PCB在六十年代初已广泛使用。我国,则在六十年代中才开始生产应用。近年来,随着全球经济一体化与开放市尝引进技术的促进其使用量不断地在增长,有些中小型刚性PCB厂瞄准这一机会采用软性硬做工艺,利用现有设备对工装工具及工艺进行改良,转型生产软性PCB与适应软性PCB用量不断增长的需要。为进一步认识PCB,这里对软性PCB工艺作一探讨性介绍。

  单面软性PCB,只有一层导体,表面可以有覆盖层或没有覆盖层。所用的绝缘基底材料,随产品的应用的不同而不同。一般常用的绝缘材料有聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、软性环氧-玻璃布等。

  这类软性PCB的导线图形在绝缘基材上,导线表面无覆盖层。像通常的单面刚性PCB一样。这类产品是最廉价的一种,通常用在非要害且有环境保护的应用场合。其互连是用锡焊、熔焊或压焊来实现。它常用在早期的电线)有覆盖层单面连接的

  这类和前类相比,只是根据客户要求在导线表面多了一层覆盖层。覆盖时需把焊盘露出来,简单的可在端部区域不覆盖。要求精密的则可采用余隙孔形式。它是单面软性PCB中应用最多、最广泛的一种,在汽车仪表、电子仪器中广泛使用。

  这类的连接盘接口在导线的正面和背面均可连接。为了做到这一点,在焊盘处的绝缘基材上开一个通路孔,这个通路孔可在绝缘基材的所需位置上先冲制、蚀刻或其它机械方法制成。它用于两面安装元、器件和需要锡焊的场合,通路处焊盘区无绝缘基材,此类焊盘区通常用化学方法去除。

  这类与前类不同处是表面有一层覆盖层。但覆盖层有通路孔,也允许其两面都能端接,且仍保持覆盖层。这类软性PCB是由两层绝缘材料和一层金属导体制成。被用在需要覆盖层与周围装置相互绝缘,并自身又要相互绝缘,末端又需要正、反面都连接的场合。

  双面软性PCB,有两层导体。这类双面软性PCB的应用和优点与单面软性PCB相同,其主要优点是增加了单位面积的布线密度。它可按有、无金属化孔和有、无覆盖层分为:a无金属化孔、无覆盖层的;b无金属化孔、有覆盖层的;c有金属化孔、无覆盖层的;d有金属化孔、有覆盖层的。无覆盖层的双面软性PCB较少应用。

  软性多层PCB如刚性多层PCB那样,采用多层层压技术,可制成多层软性PCB。最简单的多层软性PCB是在单面PCB两面覆有两层铜屏蔽层而形成的三层软性PCB。这种三层软性PCB在电特性上相当于同轴导线或屏蔽导线。最常用的多层软性PCB结构是四层结构,用金属化孔实现层间互连,中间二层一般是电源层和接地层。

  多层软性PCB的优点是基材薄膜重量轻并有优良的电气特性,如低的介电常数。用聚酰亚胺薄膜为基材制成的多层软性PCB板,比刚性环氧玻璃布多层PCB板的重量约轻1/3,但它失去了单面、双面软性PCB优良的可挠性,大多数此类产品是不要求可挠性的。

  1)挠性绝缘基材上构成多层PCB,其成品规定为可以挠曲:这种结构通常是把许多单面或双面微带可挠性PCB的两面端粘结在一起,但其中心部分并末粘结在一起,从而具有高度可挠性。为了具有所希望的电气特性,如特性阻抗性能和它所互连的刚性PCB相匹配,多层软性PCB部件的每个线路层,必须在接地面上设计信号线。为了具有高度的可挠性,导线层上可用一层薄的、适合的涂层,如聚酰亚胺,代替一层较厚的层压覆盖层。金属化孔使可挠性线路层之间的z面实现所需的互连。这种多层软性PCB最适合用于要求可挠性、高可靠性和高密度的设计中。

  2)在软性绝缘基材上构成多层PCB,其成品末规定可以挠曲:这类多层软性PCB是用软性绝缘材料,如聚酰亚胺薄膜,层压制成多层板。在层压后失去了固有的可挠性。当设计要求最大限度地利用薄膜的绝缘特性,如低的介电常数、厚度均匀介质、较轻的重量和能连续加工等特性时,就采用这类软性PCB。例如,用聚酰亚胺薄膜绝缘材料制造的多层PCB比环氧玻璃布刚性PCB的重量大约轻三分之一。

  3)在软性绝缘基材上构成多层PCB,其成品必须可以成形,而不是可连续挠曲的:这类多层软性PCB是由软性绝缘材料制成的。虽然它用软性材料制造,但因受电气设计的限制,如为了所需的导体电阻,要求用厚的导体,或为了所需的阻抗或电容,要求在信号层和接地层之间有厚的绝缘隔离,因此,在成品应用时它已成形。术语“可成型的”定义为:多层软性PCB部件具有做成所要求的形状的能力,并在应用中不能再挠曲。在航空电子设备单元内部布线中应用。这时,要求带状线或三维空间设计的导体电阻低、电容耦合或电路噪声极小以及在互连端部能平滑地弯曲成90°。用聚酰亚胺薄膜材料制成的多层软性PCB实现了这种布线任务。因为聚酰亚胺薄膜耐高温、有可挠性、而且总的电气和机械特性良好。为了实现这个部件截面的所有互连,其中走线部分进一步可分成多个多层挠性线路部件,并用胶粘带合在一起,形成一条印制电路束。

  该类型通常是在一块或二块刚性PCB上,包含有构成整体所必不可少的软性PCB。软性PCB层被层压在刚性多层PCB内,这是为了具有特殊电气要求或为了要延伸到刚性电路外面,以朝代Z平面电路装连能力。这类产品在那些把压缩重量和体积作为关键,且要保证高可靠性、高密度组装和优良电气特性的电子设备中得到了广泛的应用。

  刚性-软性多层PCB也可把许多单面或双面软性PCB的末端粘合压制在一起成为刚性部分,而中间不粘合成为软性部分,刚性部分的Z面用金属化孔互连。可把可挠性线路层压到刚性多层板内。这类PCB越来越多地用在那些要求超高封装密度、优良电气特性、高可靠性和严格限制体积的场合。

  已经有一系列的混合多层软性PCB部件设计用于军用航空电子设备中,在这些应用场合,重量和体积是至关重要的。为了符合规定的重量和体积限度,内部封装密度必须极高。除了电路密度高以外,为了使串扰和噪声最小,所有信号传输线必须屏蔽。若要使用屏蔽的分离导线,则实际上不可能经济地封装到系统中。这样,就使用了混合的多层

  软性PCB来实现其互连。这种部件将屏蔽的信号线包含在扁平带状线软性PCB中,而后者又是刚性PCB的一个必要组成部分。在比较高水平的操作场合,制造完成后,PCB形成一个90°的S形弯曲,从而提供了z平面互连的途径,并且在x、y和z平面振动应力作用下,可在锡焊点上消除应力-应变。

  应用软性PCB的一个显著优点是它能更方便地在三维空间走线和装连,也可卷曲或折叠起来使用。只要在容许的曲率半径范围内卷曲,可经受几千至几万次使用而不至损坏。

  在组件装连中,同使用导线缆比,软性PCB的导体截面薄而扁平,减少了导线尺寸,并可沿着机壳成形,使设备的结构更加紧凑、合理,减小了装连体积。与刚性PCB比,空间可节省60~90%。

  在同样体积内,软性PCB与导线电缆比,在相同载流量下,六开彩开奖现场直播 开奖结果,其重量可减轻约70%,与刚性PCB比,重量减轻约90%。

  用软性PCB装连,消除了用导线电缆接线时的差错。只要加工图纸经过校对通过后,所有以后生产出来的绕性电路都是相同。装连接线增加了可靠性

  当采用软性PCB装连时,由于可在X、Y、Z三个平面上布线,减少了转接互连,使整系统的可靠性增加,且对故障的检查,提供了方便。

  根据使用要求,设计师在进行软性PCB设计时,可控制电容、电感、特性阻抗、延迟和衰减等。能设计成具有传输线的特性。因为这些参数与导线宽度、厚度、间距、绝缘层厚度、介电常数、损耗角正切等有关,这在采用导线电缆时是难于办到的。

  软性PCB象刚性PCB一样,具有终端焊盘,可消除导线的剥头和搪锡,从而节约了成本。终端焊盘与元、器件、插头连接,可用浸焊或波峰焊来代替每根导线材料使用可选择

  软性PCB可根据不同的使用要求,选用不同的基底材料来制造。例如,在要求成本低的装连应用中,可使用聚酯薄膜。在要求高的应用中,需要具有优良的性能,可使用聚酰亚薄膜。

  1)由于软性PCB的导线各种参数的一致性;实行整体端接,消除了电缆导线装连时经常发生的错误和返工,且软性PCB的更换比较方便。

  2)软性PCB的应用使结构设计简化,它可直接粘附到构件上,减少线)对于需要有屏蔽的导线,用软性PCB价格较低。

  由于软性覆箔板可连续成卷状供应,因此可实现软性PCB的连续生产。这也有利于降低成本。

  由于软性PCB是为特殊应用而设计、制造的,所以开始的电路设计、布线和照相底版所需的费用较高。除非有特殊需要应用软性PCB外,通常少量应用时,最好不采用。

  软性PCB一旦制成后,要更改必须从底图或编制的光绘程序开始,因此不易更改。其表面覆盖一层保护膜,修补前要去除,修补后又要复原,这是比较困难的工作。

  软性PCB在尚不普的情况下,通常用间歇法工艺制造,因此受到生产设备尺寸的限制,不能做得很长,很宽。

  装连人员操作不当易引起软性电路的损坏,其锡焊和返工需要经过训练的人员操作。

  大家都知道理做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一过程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件容易的事情。

  微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平就显得尤其重要,同样的原理设计,同样的元器件,不同的人制作出来的PCB就具有不同的结果,那么如何才能做出一块好的PCB板呢?根据我们以往的经验,想就以下几方面谈谈自己的看法:

  接受到一个设计任务,首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布线合理整齐,机械尺寸准确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用一定的手段进行处理,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线MHz的信号线时,就要对这些信号线进行特殊的考虑,比如线间串扰等问题。如果频率更高一些,对布线的长度就有更严格的限制,根据分布参数的网络理论,高速电路与其连线间的相互作用是决定性因素,在系统设计时不能忽略。随着门传输速度的提高,在信号线上的反对将会相应增加,相邻信号线间的串扰将成正比地增加,通常高速电路的功耗和热耗散也都很大,在做高速PCB时应引起足够的重视。

  当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时,对这些信号线就需要特别的关照,小信号由于太微弱,非常容易受到其它强信号的干扰,屏蔽措施常常是必要的,否则将大大降低信噪比。以致于有用信号被噪声淹没,不能有效地提取出来。

  对板子的调测也要在设计阶段加以考虑,测试点的物理位置,测试点的隔离等因素不可忽略,因为有些小信号和高频信号是不能直接把探头加上去进行测量的。

  此外还要考虑其他一些相关因素,如板子层数,采用元器件的封装外形,板子的机械强度等。在做PCB板子前,要做出对该设计的设计目标心中有数。

  我们知道,有些特殊元器件在布局布线时有特殊的要求,比如LOTI和APH所用的模拟信号放大器,模拟信号放大器对电源要求要平稳、波肖门尾图库tk67l阳东LED塑胶PVC油墨品牌,纹波小。模拟小信号部分要尽量远离功率器件。在OTI板上,小信号放大部分还专门加有屏蔽罩,把杂散的电磁干扰给屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工艺,功耗大发热厉害,对散热问题必须在布局时就必须进行特殊考虑,若采用自然散热,就要把GLINK芯片放在空气流通比较顺畅的地方,而且散出来的热量还不能对其它芯片构成大的影响。如果板子上装有喇叭或其他大功率的器件,有可能对电源造成严重的污染这一点也应引起足够的重视.

  元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能,把连线关系密切的元器件尽量放在一起,尤其对一些高速线,布局时就要使它尽可能地短,功率信号和小信号器件要分开。在满足电路性能的前提下,还要考虑元器件摆放整齐、美观,便于测试,板子的机械尺寸,插座的位置等也需认真考虑。

  高速系统中的接地和互连线上的传输延迟时间也是在系统设计时首先要考虑的因素。信号线上的传输时间对总的系统速度影响很大,特别是对高速的ECL电路,虽然集成电路块本身速度很高,但由于在底板上用普通的互连线ns的延迟量)带来延迟时间的增加,可使系统速度大为降低.象移位寄存器,同步计数器这种同步工作部件最好放在同一块插件板上,因为到不同插件板上的时钟信号的传输延迟时间不相等,可能使移位寄存器产主错误,若不能放在一块板上,则在同步是关键的地方,从公共时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相等。

  随着OTNI和星形光纤网的设计完成,以后会有更多的100MHz以上的具有高速信号线的板子需要设计,这里将介绍高速线.传输线

  印制电路板上的任何一条“长”的信号通路都可以视为一种传输线。如果该线的传输延迟时间比信号上升时间短得多,那么信号上升期间所产主的反射都将被淹没。不再呈现过冲、反冲和振铃,对现时大多数的MOS电路来说,由于上升时间对线传输延迟时间之比大得多,所以走线可长以米计而无信号失真。而对于速度较快的逻辑电路,特别是超高速ECL

  集成电路来说,由于边沿速度的增快,若无其它措施,走线的长度必须大大缩短,以保持信号的完整性。

  有两种方法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真,TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法,使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上,这就减少了后面的反冲幅度,较慢的上升边缘允许有过冲,但它被在电平“H”状态下电路的相对高的输出阻抗(50~80Ω)所衰减。此外,由于电平“H”状态的抗扰度较大,使反冲问题并不十分突出,对HCT系列的器件,若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合,其改善的效果将会更加明显。

  当沿信号线有扇出时,在较高的位速率和较快的边沿速率下,上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波,它们在高位速率下将趋于合成,从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此,为了解决反射问题,在ECL系统中通常使用另外一种方法:线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制,信号的完整性得到保证。

  严格他说,对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说,传输线并不是十分需要的.对有较快边沿速度的高速ECL器件,传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时,它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。1

  决定是否采用传输线的基本因素有以下五个。它们是: (1)系统信号的沿速率, (2)连线)容性负载(扇出的多少), (4)电阻性负载(线)允许的反冲和过冲百分比(交流抗扰度的降低程度)。

  2.传输线) 同轴电缆和双绞线:它们经常用在系统与系统之间的连接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,双绞线)印制板上的微带线

  微带线是一根带状导(信号线).与地平面之间用一种电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的,则它的特性阻抗也是可以控制的。微带线为:

  单位长度微带线的传输延迟时间,仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。

  带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的,那么线的特性阻抗也是可控的,带状线的特性阻抗乙为:

  同样,单位长度带状线的传输延迟时间与线的宽度或间距是无关的;仅取决于所用介质的相对介电常数。

  在一条线的接收端用一个与线特性阻抗相等的电阻端接,则称该传输线为并联端接线。它主要是为了获得最好的电性能,包括驱动分布负载而采用的。

  有时为了节省电源消耗,对端接的电阻上再串接一个104电容形成交流端接电路,它能有效地降低直流损耗。

  在驱动器和传输线之间串接一个电阻,而线的终端不再接端接电阻,这种端接方法称之为串联端接。较长线上的过冲和振铃可用串联阻尼或串联端接技术来控制.串联阻尼是利用一个与驱动门输出端串联的小电阻(一般为10~75Ω)来实现的.这种阻尼方法适合与特性阻抗来受控制的线相联用(如底板布线,无地平面的电路板和大多数绕接线等。

  串联端接时串联电阻的值与电路(驱动门)输出阻抗之和等于传输线的特性阻抗.串联联端接线存在着只能在终端使用集总负载和传输延迟时间较长的缺点.但是,这可以通过使用多余串联端接传输线.非端接传输线

  如果线延迟时间比信号上升时间短得多,可以在不用串联端接或并联端接的情况下使用传输线,如果一根非端接线的双程延迟(信号在传输线上往返一次的时间)比脉冲信号的上升时间短,那么由于非端接所引起的反冲大约是逻辑摆幅的15%。最大开路线长度近似为:

  并联端接线和串联端接线都各有优点,究竟用哪一种,还是两种都用,这要看设计者的爱好和系统的要求而定。 并联端接线的主要优点是系统速度快和信号在线上传输完整无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输延迟时间,又不会影响它的信号边沿速度,但将使信号沿该长线的传输延迟时间增大。在驱动大扇出时,负载可经分支短线沿线分布,而不象串联端接中那样必须把负载集总在线的终端。

  串联端接方法使电路有驱动几条平行负载线的能力,串联端接线由于容性负载所引起的延迟时间增量约比相应并联端接线的大一倍,而短线则因容性负载使边沿速度放慢和驱动门延迟时间增大,但是,串联端接线的串扰比并联端接线的要小,其主要原因是沿串联端接线传送的信号幅度仅仅是二分之一的逻辑摆幅,因而开关电流也只有并联端接的开关电流的一半,信号能量小串扰也就小。

  做PCB时是选用双面板还是多层板,要看最高工作频率和电路系统的复杂程度以及对组装密度的要求来决定。在时钟频率超过200MHZ时最好选用多层板。如果工作频率超过350MHz,最好选用以聚四氟乙烯作为介质层的印制电路板,因为它的高频衰耗要小些,寄生电容要小些,传输速度要快些,还由于Z0较大而省功耗,对印制电路板的走线)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔,以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线,最好在两线之间走一条接地线,这样可以起到屏蔽作用。

  (2) 设计信号传输线时要避免急拐弯,以防传输线特性阻抗的突变而产生反射,要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。

  印制板的宽度可根据上述微带线和带状线的特性阻抗计算公式计算,印制电路板上的微带线Ω之间。要想得到大的特性阻抗,线宽必须做得很窄。但很细的线条又不容易制作。综合各种因素考虑,一般选择68Ω左右的阻抗值比较合适,因为选择68Ω的特性阻抗,可以在延迟时间和功耗之间达到最佳平衡。一条50Ω的传输线将消耗更多的功率;较大的阻抗固然可以使消耗功率减少,但会使传输延迟时间憎大。由于负线电容会造成传输延迟时间的增大和特性阻抗的降低。但特性阻抗很低的线段单位长度的本征电容比较大,所以传输延迟时间及特性阻抗受负载电容的影响较小。具有适当端接的传输线的一个重要特征是,分枝短线对线延迟时间应没有什么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线cm以内.以免出现很大的振铃。

  (4)对于双面板(或六层板中走四层线).电路板两面的线要互相垂直,以防止互相感应产主串扰。

  (5)印制板上若装有大电流器件,如继电器、蓝月亮马会精选材料大全在一指示灯、喇叭等,它们的地线最好要分开单独走,以减少地线上的噪声,这些大电流器件的地线应连到插件板和背板上的一个独立的地总线上去,而且这些独立的地线还应该与整个系统的接地点相连接。

  (6)如果板上有小信号放大器,则放大前的弱信号线要远离强信号线,而且走线要尽可能地短,如有可能还要用地线对其进行屏蔽。

  展开全部随着软性PCB产量比的不断增加及刚挠性PCB的应用与推广,现在比较常见在说PCB时加上软性、刚性或刚挠性再说它是几层的PCB。通常,用软性绝缘基材制成的PCB称为软性PCB或挠性PCB,刚挠复合型的PCB称刚挠性PCB。它适应了当今电子产品向高密度及高可靠性、小型化、轻量化方向发展的需要,还满足了严格的经济要求及市场与技术竞争的需要。在国外,软性PCB在六十年代初已广泛使用。我国,则在六十年代中才开始生产应用。近年来,随着全球经济一体化与开放市尝引进技术的促进其使用量不断地在增长,有些中小型刚性PCB厂瞄准这一机会采用软性硬做工艺,利用现有设备对工装工具及工艺进行改良,转型生产软性PCB与适应软性PCB用量不断增长的需要。为进一步认识PCB,这里对软性PCB工艺作一探讨性介绍。

  软性PCB通常根据导体的层数和结构进行如下分类:1.1单面软性PCB单面软性PCB,只有一层导体,表面可以有覆盖层或没有覆盖层。所用的绝缘基底材料,随产品的应用的不同而不同。一般常用的绝缘材料有聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、软性环氧-玻璃布等。单面软性PCB又可进一步分为如下四类:1)无覆盖层单面连接的这类软性PCB的导线图形在绝缘基材上,导线表面无覆盖层。像通常的单面刚性PCB一样。这类产品是最廉价的一种,通常用在非要害且有环境保护的应用场合。其互连是用锡焊、熔焊或压焊来实现。它常用在早期的电线)有覆盖层单面连接的这类和前类相比,只是根据客户要求在导线表面多了一层覆盖层。覆盖时需把焊盘露出来,简单的可在端部区域不覆盖。要求精密的则可采用余隙孔形式。它是单面软性PCB中应用最多、最广泛的一种,在汽车仪表、电子仪器中广泛使用。

  这类的连接盘接口在导线的正面和背面均可连接。为了做到这一点,在焊盘处的绝缘基材上开一个通路孔,这个通路孔可在绝缘基材的所需位置上先冲制、蚀刻或其它机械方法制成。它用于两面安装元、器件和需要锡焊的场合,通路处焊盘区无绝缘基材,此类焊盘区通常用化学方法去除。

  这类与前类不同处是表面有一层覆盖层。但覆盖层有通路孔,也允许其两面都能端接,且仍保持覆盖层。这类软性PCB是由两层绝缘材料和一层金属导体制成。被用在需要覆盖层与周围装置相互绝缘,并自身又要相互绝缘,末端又需要正、反面都连接的场合。

  双面软性PCB,有两层导体。这类双面软性PCB的应用和优点与单面软性PCB相同,其主要优点是增加了单位面积的布线密度。它可按有、无金属化孔和有、无覆盖层分为:a无金属化孔、无覆盖层的;b无金属化孔、有覆盖层的;c有金属化孔、无覆盖层的;d有金属化孔、有覆盖层的。无覆盖层的双面软性PCB较少应用。

  软性多层PCB如刚性多层PCB那样,采用多层层压技术,可制成多层软性PCB。最简单的多层软性PCB是在单面PCB两面覆有两层铜屏蔽层而形成的三层软性PCB。这种三层软性PCB在电特性上相当于同轴导线或屏蔽导线。最常用的多层软性PCB结构是四层结构,用金属化孔实现层间互连,中间二层一般是电源层和接地层。

  多层软性PCB的优点是基材薄膜重量轻并有优良的电气特性,如低的介电常数。用聚酰亚胺薄膜为基材制成的多层软性PCB板,比刚性环氧玻璃布多层PCB板的重量约轻1/3,但它失去了单面、双面软性PCB优良的可挠性,大多数此类产品是不要求可挠性的。

  1)挠性绝缘基材上构成多层PCB,其成品规定为可以挠曲:这种结构通常是把许多单面或双面微带可挠性PCB的两面端粘结在一起,但其中心部分并末粘结在一起,从而具有高度可挠性。为了具有所希望的电气特性,如特性阻抗性能和它所互连的刚性PCB相匹配,多层软性PCB部件的每个线路层,必须在接地面上设计信号线。为了具有高度的可挠性,导线层上可用一层薄的、适合的涂层,如聚酰亚胺,代替一层较厚的层压覆盖层。金属化孔使可挠性线路层之间的z面实现所需的互连。这种多层软性PCB最适合用于要求可挠性、高可靠性和高密度的设计中。

  2)在软性绝缘基材上构成多层PCB,其成品末规定可以挠曲:这类多层软性PCB是用软性绝缘材料,如聚酰亚胺薄膜,层压制成多层板。在层压后失去了固有的可挠性。当设计要求最大限度地利用薄膜的绝缘特性,如低的介电常数、厚度均匀介质、较轻的重量和能连续加工等特性时,就采用这类软性PCB。例如,用聚酰亚胺薄膜绝缘材料制造的多层PCB比环氧玻璃布刚性PCB的重量大约轻三分之一。

  3)在软性绝缘基材上构成多层PCB,其成品必须可以成形,而不是可连续挠曲的:这类多层软性PCB是由软性绝缘材料制成的。虽然它用软性材料制造,但因受电气设计的限制,如为了所需的导体电阻,要求用厚的导体,或为了所需的阻抗或电容,要求在信号层和接地层之间有厚的绝缘隔离,因此,在成品应用时它已成形。术语“可成型的”定义为:多层软性PCB部件具有做成所要求的形状的能力,并在应用中不能再挠曲。在航空电子设备单元内部布线中应用。这时,要求带状线或三维空间设计的导体电阻低、电容耦合或电路噪声极小以及在互连端部能平滑地弯曲成90°。用聚酰亚胺薄膜材料制成的多层软性PCB实现了这种布线任务。因为聚酰亚胺薄膜耐高温、有可挠性、而且总的电气和机械特性良好。为了实现这个部件截面的所有互连,其中走线部分进一步可分成多个多层挠性线路部件,并用胶粘带合在一起,形成一条印制电路束。

  该类型通常是在一块或二块刚性PCB上,包含有构成整体所必不可少的软性PCB。软性PCB层被层压在刚性多层PCB内,这是为了具有特殊电气要求或为了要延伸到刚性电路外面,以朝代Z平面电路装连能力。这类产品在那些把压缩重量和体积作为关键,且要保证高可靠性、高密度组装和优良电气特性的电子设备中得到了广泛的应用。

  刚性-软性多层PCB也可把许多单面或双面软性PCB的末端粘合压制在一起成为刚性部分,而中间不粘合成为软性部分,刚性部分的Z面用金属化孔互连。可把可挠性线路层压到刚性多层板内。这类PCB越来越多地用在那些要求超高封装密度、优良电气特性、高可靠性和严格限制体积的场合。

  已经有一系列的混合多层软性PCB部件设计用于军用航空电子设备中,在这些应用场合,重量和体积是至关重要的。为了符合规定的重量和体积限度,内部封装密度必须极高。除了电路密度高以外,为了使串扰和噪声最小,所有信号传输线必须屏蔽。若要使用屏蔽的分离导线,则实际上不可能经济地封装到系统中。这样,就使用了混合的多层

  软性PCB来实现其互连。这种部件将屏蔽的信号线包含在扁平带状线软性PCB中,而后者又是刚性PCB的一个必要组成部分。在比较高水平的操作场合,制造完成后,PCB形成一个90°的S形弯曲,从而提供了z平面互连的途径,并且在x、y和z平面振动应力作用下,可在锡焊点上消除应力-应变。

  应用软性PCB的一个显著优点是它能更方便地在三维空间走线和装连,也可卷曲或折叠起来使用。只要在容许的曲率半径范围内卷曲,可经受几千至几万次使用而不至损坏。

  在组件装连中,同使用导线缆比,软性PCB的导体截面薄而扁平,减少了导线尺寸,并可沿着机壳成形,使设备的结构更加紧凑、合理,减小了装连体积。与刚性PCB比,空间可节省60~90%。

  在同样体积内,软性PCB与导线电缆比,在相同载流量下,其重量可减轻约70%,与刚性PCB比,重量减轻约90%。

  用软性PCB装连,消除了用导线电缆接线时的差错。只要加工图纸经过校对通过后,所有以后生产出来的绕性电路都是相同。装连接线增加了可靠性

  当采用软性PCB装连时,由于可在X、Y、Z三个平面上布线,减少了转接互连,使整系统的可靠性增加,且对故障的检查,提供了方便。

  根据使用要求,设计师在进行软性PCB设计时,可控制电容、电感、特性阻抗、延迟和衰减等。能设计成具有传输线的特性。因为这些参数与导线宽度、厚度、间距、绝缘层厚度、介电常数、损耗角正切等有关,这在采用导线电缆时是难于办到的。

  软性PCB象刚性PCB一样,具有终端焊盘,可消除导线的剥头和搪锡,从而节约了成本。终端焊盘与元、器件、插头连接,可用浸焊或波峰焊来代替每根导线材料使用可选择

  软性PCB可根据不同的使用要求,选用不同的基底材料来制造。例如,在要求成本低的装连应用中,可使用聚酯薄膜。在要求高的应用中,需要具有优良的性能,可使用聚酰亚薄膜。

  1)由于软性PCB的导线各种参数的一致性;实行整体端接,消除了电缆导线装连时经常发生的错误和返工,且软性PCB的更换比较方便。

  2)软性PCB的应用使结构设计简化,它可直接粘附到构件上,减少线)对于需要有屏蔽的导线,用软性PCB价格较低。

  由于软性覆箔板可连续成卷状供应,因此可实现软性PCB的连续生产。这也有利于降低成本。

  由于软性PCB是为特殊应用而设计、制造的,所以开始的电路设计、布线和照相底版所需的费用较高。除非有特殊需要应用软性PCB外,通常少量应用时,最好不采用。

  软性PCB一旦制成后,要更改必须从底图或编制的光绘程序开始,因此不易更改。其表面覆盖一层保护膜,修补前要去除,修补后又要复原,这是比较困难的工作。

  软性PCB在尚不普的情况下,通常用间歇法工艺制造,因此受到生产设备尺寸的限制,不能做得很长,很宽。

  装连人员操作不当易引起软性电路的损坏,其锡焊和返工需要经过训练的人员操作。

  大家都知道理做PCB板就是把设计好的原理图变成一块实实在在的PCB电路板,请别小看这一过程,有很多原理上行得通的东西在工程中却难以实现,或是别人能实现的东西另一些人却实现不了,因此说做一块PCB板不难,但要做好一块PCB板却不是一件容易的事情。

  微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平就显得尤其重要,同样的原理设计,同样的元器件,不同的人制作出来的PCB就具有不同的结果,那么如何才能做出一块好的PCB板呢?根据我们以往的经验,想就以下几方面谈谈自己的看法:

  接受到一个设计任务,首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板,如果是普通的PCB板,只要做到布局布线合理整齐,机械尺寸准确无误即可,如有中负载线和长线,就要采用一定的手段进行处理,减轻负载,长线要加强驱动,重点是防止长线MHz的信号线时,就要对这些信号线进行特殊的考虑,比如线间串扰等问题。如果频率更高一些,对布线的长度就有更严格的限制,根据分布参数的网络理论,高速电路与其连线间的相互作用是决定性因素,在系统设计时不能忽略。随着门传输速度的提高,在信号线上的反对将会相应增加,相邻信号线间的串扰将成正比地增加,通常高速电路的功耗和热耗散也都很大,在做高速PCB时应引起足够的重视。

  当板上有毫伏级甚至微伏级的微弱信号时,对这些信号线就需要特别的关照,小信号由于太微弱,非常容易受到其它强信号的干扰,屏蔽措施常常是必要的,否则将大大降低信噪比。以致于有用信号被噪声淹没,不能有效地提取出来。

  对板子的调测也要在设计阶段加以考虑,测试点的物理位置,测试点的隔离等因素不可忽略,因为有些小信号和高频信号是不能直接把探头加上去进行测量的。

  此外还要考虑其他一些相关因素,如板子层数,采用元器件的封装外形,板子的机械强度等。在做PCB板子前,要做出对该设计的设计目标心中有数。

  我们知道,有些特殊元器件在布局布线时有特殊的要求,比如LOTI和APH所用的模拟信号放大器,模拟信号放大器对电源要求要平稳、纹波小。模拟小信号部分要尽量远离功率器件。在OTI板上,小信号放大部分还专门加有屏蔽罩,把杂散的电磁干扰给屏蔽掉。NTOI板上用的GLINK芯片采用的是ECL工艺,功耗大发热厉害,对散热问题必须在布局时就必须进行特殊考虑,若采用自然散热,就要把GLINK芯片放在空气流通比较顺畅的地方,而且散出来的热量还不能对其它芯片构成大的影响。如果板子上装有喇叭或其他大功率的器件,有可能对电源造成严重的污染这一点也应引起足够的重视.

  元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能,把连线关系密切的元器件尽量放在一起,尤其对一些高速线,布局时就要使它尽可能地短,功率信号和小信号器件要分开。在满足电路性能的前提下,还要考虑元器件摆放整齐、美观,便于测试,板子的机械尺寸,插座的位置等也需认真考虑。

  高速系统中的接地和互连线上的传输延迟时间也是在系统设计时首先要考虑的因素。信号线上的传输时间对总的系统速度影响很大,特别是对高速的ECL电路,虽然集成电路块本身速度很高,但由于在底板上用普通的互连线ns的延迟量)带来延迟时间的增加,可使系统速度大为降低.象移位寄存器,同步计数器这种同步工作部件最好放在同一块插件板上,因为到不同插件板上的时钟信号的传输延迟时间不相等,可能使移位寄存器产主错误,若不能放在一块板上,则在同步是关键的地方,从公共时钟源连到各插件板的时钟线的长度必须相等。

  随着OTNI和星形光纤网的设计完成,以后会有更多的100MHz以上的具有高速信号线的板子需要设计,这里将介绍高速线.传输线

  印制电路板上的任何一条“长”的信号通路都可以视为一种传输线。如果该线的传输延迟时间比信号上升时间短得多,那么信号上升期间所产主的反射都将被淹没。不再呈现过冲、反冲和振铃,对现时大多数的MOS电路来说,由于上升时间对线传输延迟时间之比大得多,所以走线可长以米计而无信号失真。而对于速度较快的逻辑电路,特别是超高速ECL

  集成电路来说,由于边沿速度的增快,若无其它措施,走线的长度必须大大缩短,以保持信号的完整性。

  有两种方法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真,TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法,使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上,这就减少了后面的反冲幅度,较慢的上升边缘允许有过冲,但它被在电平“H”状态下电路的相对高的输出阻抗(50~80Ω)所衰减。此外,由于电平“H”状态的抗扰度较大,使反冲问题并不十分突出,对HCT系列的器件,若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合,其改善的效果将会更加明显。

  当沿信号线有扇出时,在较高的位速率和较快的边沿速率下,上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波,它们在高位速率下将趋于合成,从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此,为了解决反射问题,在ECL系统中通常使用另外一种方法:线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制,信号的完整性得到保证。

  严格他说,对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说,传输线并不是十分需要的.对有较快边沿速度的高速ECL器件,传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时,它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。1

  决定是否采用传输线的基本因素有以下五个。它们是: (1)系统信号的沿速率, (2)连线)容性负载(扇出的多少), (4)电阻性负载(线)允许的反冲和过冲百分比(交流抗扰度的降低程度)。

  2.传输线) 同轴电缆和双绞线:它们经常用在系统与系统之间的连接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,双绞线)印制板上的微带线

  微带线是一根带状导(信号线).与地平面之间用一种电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的,则它的特性阻抗也是可以控制的。微带线为:

  单位长度微带线的传输延迟时间,仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。

  带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的,那么线的特性阻抗也是可控的,带状线的特性阻抗乙为:

  同样,单位长度带状线的传输延迟时间与线的宽度或间距是无关的;仅取决于所用介质的相对介电常数。

  在一条线的接收端用一个与线特性阻抗相等的电阻端接,则称该传输线为并联端接线。它主要是为了获得最好的电性能,包括驱动分布负载而采用的。

  有时为了节省电源消耗,对端接的电阻上再串接一个104电容形成交流端接电路,它能有效地降低直流损耗。

  在驱动器和传输线之间串接一个电阻,而线的终端不再接端接电阻,这种端接方法称之为串联端接。较长线上的过冲和振铃可用串联阻尼或串联端接技术来控制.串联阻尼是利用一个与驱动门输出端串联的小电阻(一般为10~75Ω)来实现的.这种阻尼方法适合与特性阻抗来受控制的线相联用(如底板布线,无地平面的电路板和大多数绕接线等。

  串联端接时串联电阻的值与电路(驱动门)输出阻抗之和等于传输线的特性阻抗.串联联端接线存在着只能在终端使用集总负载和传输延迟时间较长的缺点.但是,这可以通过使用多余串联端接传输线.非端接传输线

  如果线延迟时间比信号上升时间短得多,可以在不用串联端接或并联端接的情况下使用传输线,如果一根非端接线的双程延迟(信号在传输线上往返一次的时间)比脉冲信号的上升时间短,那么由于非端接所引起的反冲大约是逻辑摆幅的15%。最大开路线长度近似为:

  并联端接线和串联端接线都各有优点,究竟用哪一种,还是两种都用,这要看设计者的爱好和系统的要求而定。 并联端接线的主要优点是系统速度快和信号在线上传输完整无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输延迟时间,又不会影响它的信号边沿速度,但将使信号沿该长线的传输延迟时间增大。在驱动大扇出时,负载可经分支短线沿线分布,而不象串联端接中那样必须把负载集总在线的终端。

  串联端接方法使电路有驱动几条平行负载线的能力,串联端接线由于容性负载所引起的延迟时间增量约比相应并联端接线的大一倍,而短线则因容性负载使边沿速度放慢和驱动门延迟时间增大,但是,串联端接线的串扰比并联端接线的要小,其主要原因是沿串联端接线传送的信号幅度仅仅是二分之一的逻辑摆幅,因而开关电流也只有并联端接的开关电流的一半,信号能量小串扰也就小。

  做PCB时是选用双面板还是多层板,要看最高工作频率和电路系统的复杂程度以及对组装密度的要求来决定。在时钟频率超过200MHZ时最好选用多层板。如果工作频率超过350MHz,最好选用以聚四氟乙烯作为介质层的印制电路板,因为它的高频衰耗要小些,寄生电容要小些,传输速度要快些,还由于Z0较大而省功耗,对印制电路板的走线)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔,以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线,最好在两线之间走一条接地线,这样可以起到屏蔽作用。

  (2) 设计信号传输线时要避免急拐弯,以防传输线特性阻抗的突变而产生反射,要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。

  印制板的宽度可根据上述微带线和带状线的特性阻抗计算公式计算,印制电路板上的微带线Ω之间。要想得到大的特性阻抗,线宽必须做得很窄。但很细的线条又不容易制作。综合各种因素考虑,一般选择68Ω左右的阻抗值比较合适,因为选择68Ω的特性阻抗,可以在延迟时间和功耗之间达到最佳平衡。一条50Ω的传输线将消耗更多的功率;较大的阻抗固然可以使消耗功率减少,但会使传输延迟时间憎大。由于负线电容会造成传输延迟时间的增大和特性阻抗的降低。但特性阻抗很低的线段单位长度的本征电容比较大,所以传输延迟时间及特性阻抗受负载电容的影响较小。具有适当端接的传输线的一个重要特征是,分枝短线对线延迟时间应没有什么影响。当Z0为50Ω时。分枝短线cm以内.以免出现很大的振铃。

  (4)对于双面板(或六层板中走四层线).电路板两面的线要互相垂直,以防止互相感应产主串扰。

  (5)印制板上若装有大电流器件,如继电器、指示灯、喇叭等,它们的地线最好要分开单独走,以减少地线上的噪声,这些大电流器件的地线应连到插件板和背板上的一个独立的地总线上去,而且这些独立的地线还应该与整个系统的接地点相连接。

  (6)如果板上有小信号放大器,则放大前的弱信号线要远离强信号线,而且走线要尽可能地短,如有可能还要用地线对其进行屏蔽。


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