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PCB基础知识分享-一文快速了解什么是PCB

　　PCB(Printed Circuit Board)是印制电路板的缩写，它是一种用于支持和连接电子元器件的基础组件。作为现代电子设备中必不可少的组成部分，PCB 提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并且按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过 PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　1.PCB是什么意思?　　PCB是现代电子设备中不可或缺的关键组成部分。它提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　PCB具有以下主要特点：　　结构简单且紧凑：PCB采用多层堆叠设计，将复杂的电路布局压缩到一个紧凑的空间中，节省了设备体积，增加了集成度。　　可靠性高：PCB采用标准化的制造工艺，确保了电路稳定性和可靠性。它具有较强的抗干扰能力，能够有效地防止电路之间的相互干扰。　　生产成本低：与传统的手工布线相比，PCB的制造过程采用自动化和规模化生产，大幅降低了生产成本。此外，PCB的高集成度还减少了组装时间和人力成本。　　易于维护和升级：使用PCB可以轻松更换或升级电子元器件，而不会对整个设备产生重大影响。这使得设备的维护和升级变得更加便捷。　　PCB广泛应用于各种电子设备中，涵盖了许多不同的行业和领域，例如：　　消费类电子产品：智能手机、平板电脑、电视、音响等。　　计算机设备：计算机主板、显卡、硬盘控制器等。　　通信设备：路由器、交换机、光纤设备等。　　医疗设备：心电图仪、血压计、医疗监测设备等。　　工业控制设备：PLC(可编程逻辑控制器)、工业自动化设备等。　　汽车电子：发动机控制单元、车载娱乐系统、车身电子系统等。　　2.PCB制作流程是怎样的　　设计电路原理图　　在制作PCB之前，首先需要设计电路原理图。电路原理图是电子产品的设计蓝图，它展示了各个电子元件之间的连接方式和功能关系。通过使用专业的电路设计软件，工程师可以创建电路原理图，并进行必要的模拟和验证。　　绘制PCB布局　　一旦电路原理图完成，接下来就需要将其转化为PCB布局。在这个阶段，设计师会根据电路原理图来规划PCB板的布局，包括确定元件的放置位置、导线的走向以及板子的大小和形状。布局的目标是确保电路能够正常运作并满足空间限制。　　导入元件库和布局布线　　在完成PCB布局后，设计师需要导入元件库并对元件进行布局布线。元件库是预先定义好的元件参数和封装库，其中包含了各种电子元件的尺寸、引脚和相互连接方式。设计师将根据元件库中的信息，在PCB板上安排元件的位置，并通过导线将它们连接起来。　　进行信号完整性分析　　在布局布线完成后，需要进行信号完整性分析。这一步骤是为了确保PCB布线能够正常传输信号，避免信号失真或干扰。通过使用专业的仿真工具，设计师可以模拟和分析信号在PCB中的传输情况，并优化布线方案以提高信号完整性。　　生成并导出Gerber文件　　在确认PCB布局和布线没有问题后，就可以生成Gerber文件了。Gerber文件是一种通用的PCB制造格式，它包含了PCB板的层次结构、导线走向、元件位置等信息。设计师将利用专业的PCB设计软件生成Gerber文件，并导出给PCB制造商。　　PCB制造　　一旦得到Gerber文件，PCB制造商就可以开始制造PCB板了。制造过程通常包括以下几个步骤：　　制作基板：根据Gerber文件，将导电材料(通常是铜)覆盖在绝缘材料(如FR-4)上，并通过化学腐蚀或机械刻蚀的方式将多余的铜去除，形成导线和连接器。　　电镀：在制作好的基板表面进行一层金属电镀，通常使用锡或其他合金。电镀可以增加PCB板的耐腐蚀性、提高导电性能，并为焊接做好准备。　　钻孔：根据Gerber文件，在PCB板上钻孔以便安装元件和连接线。这些孔通常是通过机械钻头或激光钻孔来完成。　　安装元件：在PCB板上根据布局图和元件清单，将各个电子元件逐一安装到对应的位置。这一步骤可能需要使用自动化设备，如贴片机器人或自动贴片机。　　焊接：一旦元件安装完成，就需要进行焊接。焊接是将电子元件与PCB板上的导线连接起来的过程。常见的焊接方法包括手工焊接、波峰焊接和表面贴装技术(SMT)。焊接完成后，需要对焊点质量进行检查，确保连接牢固且无短路或开路现象。　　测试和调试：制作完成的PCB板需要进行测试和调试以确保其功能正常。测试可以通过专用的测试设备或编程器来完成，可验证电路的性能和运行状态。　　最终加工和组装：在测试通过后，PCB板会进行最终的加工和组装。这可能包括喷涂保护层、刻印标识、安装外壳等步骤，以保护PCB板并使其适合安装到最终产品中。　　总结起来，PCB制作流程包括设计电路原理图、绘制PCB布局、导入元件库和布局布线、信号完整性分析、生成并导出Gerber文件、PCB制造、元件安装、焊接、测试和调试，最终进行最终加工和组装。每个步骤都至关重要，任何一个环节的错误或不妥都可能影响整个电子产品的性能和可靠性。因此，在PCB制作过程中，需要严格遵守相关设计规范和制造标准，确保产品的质量和稳定性。　　3.如何选择适合自己的PCB板?　　1)考虑应用需求　　在选择适合自己的 PCB 板之前，首先需要明确你的应用需求。不同的电子设备对于 PCB 板的要求可能会有所不同。以下是一些需要考虑的因素：　　电路复杂度：考虑你的电路是否需要多层 PCB 板以支持更复杂的布局和连接。　　尺寸要求：根据设备的空间限制，选择合适的 PCB 板大小和形状。　　环境特性：如果你的设备将在恶劣的环境中使用，比如高温、潮湿或者腐蚀性环境，你需要选择具有耐热、防潮或者耐腐蚀特性的材料。　　电气特性：根据你的电路设计要求，选择合适的导电性能、介电常数和阻抗控制等特性。　　可靠性要求：根据设备的使用寿命和稳定性要求，选择具有较高可靠性的 PCB 板。

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发布时间：2024-11-11 16:40 阅读量：277 继续阅读>>

什么是<span style='color:red'>PCB</span>？一文快速了解<span style='color:red'>PCB</span>基础知识

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什么是PCB？一文快速了解PCB基础知识

　　PCB(Printed Circuit Board)是印制电路板的缩写，它是一种用于支持和连接电子元器件的基础组件。作为现代电子设备中必不可少的组成部分，PCB 提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并且按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过 PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　1.PCB是什么意思?　　PCB是现代电子设备中不可或缺的关键组成部分。它提供了一种将电子元器件固定在一个机械载体上并通过导线进行连接的方法。这些导线是由薄膜金属材料打印而成，并按照预定的设计布局插入到非导体基板中。通过PCB，电子元件之间可以实现可靠的电气连接，从而使设备得以正常运行。　　PCB具有以下主要特点：　　结构简单且紧凑：PCB采用多层堆叠设计，将复杂的电路布局压缩到一个紧凑的空间中，节省了设备体积，增加了集成度。　　可靠性高：PCB采用标准化的制造工艺，确保了电路稳定性和可靠性。它具有较强的抗干扰能力，能够有效地防止电路之间的相互干扰。　　生产成本低：与传统的手工布线相比，PCB的制造过程采用自动化和规模化生产，大幅降低了生产成本。此外，PCB的高集成度还减少了组装时间和人力成本。　　易于维护和升级：使用PCB可以轻松更换或升级电子元器件，而不会对整个设备产生重大影响。这使得设备的维护和升级变得更加便捷。　　PCB广泛应用于各种电子设备中，涵盖了许多不同的行业和领域，例如：　　消费类电子产品：智能手机、平板电脑、电视、音响等。　　计算机设备：计算机主板、显卡、硬盘控制器等。　　通信设备：路由器、交换机、光纤设备等。　　医疗设备：心电图仪、血压计、医疗监测设备等。　　工业控制设备：PLC(可编程逻辑控制器)、工业自动化设备等。　　汽车电子：发动机控制单元、车载娱乐系统、车身电子系统等。　　2.PCB制作流程是怎样的?　　设计电路原理图　　在制作PCB之前，首先需要设计电路原理图。电路原理图是电子产品的设计蓝图，它展示了各个电子元件之间的连接方式和功能关系。通过使用专业的电路设计软件，工程师可以创建电路原理图，并进行必要的模拟和验证。　　绘制PCB布局　　一旦电路原理图完成，接下来就需要将其转化为PCB布局。在这个阶段，设计师会根据电路原理图来规划PCB板的布局，包括确定元件的放置位置、导线的走向以及板子的大小和形状。布局的目标是确保电路能够正常运作并满足空间限制。　　导入元件库和布局布线　　在完成PCB布局后，设计师需要导入元件库并对元件进行布局布线。元件库是预先定义好的元件参数和封装库，其中包含了各种电子元件的尺寸、引脚和相互连接方式。设计师将根据元件库中的信息，在PCB板上安排元件的位置，并通过导线将它们连接起来。　　进行信号完整性分析　　在布局布线完成后，需要进行信号完整性分析。这一步骤是为了确保PCB布线能够正常传输信号，避免信号失真或干扰。通过使用专业的仿真工具，设计师可以模拟和分析信号在PCB中的传输情况，并优化布线方案以提高信号完整性。　　生成并导出Gerber文件　　在确认PCB布局和布线没有问题后，就可以生成Gerber文件了。Gerber文件是一种通用的PCB制造格式，它包含了PCB板的层次结构、导线走向、元件位置等信息。设计师将利用专业的PCB设计软件生成Gerber文件，并导出给PCB制造商。　　PCB制造　　一旦得到Gerber文件，PCB制造商就可以开始制造PCB板了。制造过程通常包括以下几个步骤：　　制作基板：根据Gerber文件，将导电材料(通常是铜)覆盖在绝缘材料(如FR-4)上，并通过化学腐蚀或机械刻蚀的方式将多余的铜去除，形成导线和连接器。　　电镀：在制作好的基板表面进行一层金属电镀，通常使用锡或其他合金。电镀可以增加PCB板的耐腐蚀性、提高导电性能，并为焊接做好准备。　　钻孔：根据Gerber文件，在PCB板上钻孔以便安装元件和连接线。这些孔通常是通过机械钻头或激光钻孔来完成。　　安装元件：在PCB板上根据布局图和元件清单，将各个电子元件逐一安装到对应的位置。这一步骤可能需要使用自动化设备，如贴片机器人或自动贴片机。　　焊接：一旦元件安装完成，就需要进行焊接。焊接是将电子元件与PCB板上的导线连接起来的过程。常见的焊接方法包括手工焊接、波峰焊接和表面贴装技术(SMT)。焊接完成后，需要对焊点质量进行检查，确保连接牢固且无短路或开路现象。　　测试和调试：制作完成的PCB板需要进行测试和调试以确保其功能正常。测试可以通过专用的测试设备或编程器来完成，可验证电路的性能和运行状态。　　最终加工和组装：在测试通过后，PCB板会进行最终的加工和组装。这可能包括喷涂保护层、刻印标识、安装外壳等步骤，以保护PCB板并使其适合安装到最终产品中。　　总结起来，PCB制作流程包括设计电路原理图、绘制PCB布局、导入元件库和布局布线、信号完整性分析、生成并导出Gerber文件、PCB制造、元件安装、焊接、测试和调试，最终进行最终加工和组装。每个步骤都至关重要，任何一个环节的错误或不妥都可能影响整个电子产品的性能和可靠性。因此，在PCB制作过程中，需要严格遵守相关设计规范和制造标准，确保产品的质量和稳定性。　　3.如何选择适合自己的PCB板?　　1)考虑应用需求　　在选择适合自己的 PCB 板之前，首先需要明确你的应用需求。不同的电子设备对于 PCB 板的要求可能会有所不同。以下是一些需要考虑的因素：　　电路复杂度：考虑你的电路是否需要多层 PCB 板以支持更复杂的布局和连接。　　尺寸要求：根据设备的空间限制，选择合适的 PCB 板大小和形状。　　环境特性：如果你的设备将在恶劣的环境中使用，比如高温、潮湿或者腐蚀性环境，你需要选择具有耐热、防潮或者耐腐蚀特性的材料。　　电气特性：根据你的电路设计要求，选择合适的导电性能、介电常数和阻抗控制等特性。　　可靠性要求：根据设备的使用寿命和稳定性要求，选择具有较高可靠性的 PCB 板。　　2)材料选择　　选择合适的 PCB 板材料对于电路性能和成本都起着重要作用。以下是几种常见的 PCB 板材料：　　FR-4：这是最常见的 PCB 板材料，具有良好的绝缘性能和机械强度，适用于大多数一般应用。　　金属基板(Metal-Core PCB)：适用于高功率和热管理要求较高的电路，如LED照明、电源模块等。　　柔性 PCB(Flex PCB)：适用于需要折叠或弯曲的电子产品，如手机、平板电脑等。　　高频 PCB：用于射频(RF)和微波应用中，需要较低的信号损耗和更好的信号传输特性。　　3)层数选择　　PCB 板的层数决定了其复杂度和可靠性。一般来说，层数越多，布线越灵活，但成本也会相应增加。以下是几种常见的 PCB 层数：　　单面 PCB：适用于简单电路，只有一层导线层。　　双面 PCB：适用于中等复杂度的电路，具有两层导线层。　　多层 PCB：适用于复杂电路，层数通常从4层到16层不等。　　4)品质和服务　　在选择 PCB 板供应商时，品质和服务是至关重要的。以下是一些需要考虑的因素：　　资质认证：确保供应商拥有相关的认证，例如ISO 9001质量管理体系认证。　　样品和原型支持：提供样品和原型 PCB 板，以便进行测试和验证。　　交货时间：了解供应商的生产能力和交货周期，确保能够按时交付。　　售后服务：供应商提供的技术支持和问题解决能力。　　阅读更多行业资讯，可移步与非原创，电源管理芯片产业分析报告(2024版完整报告下载)、国内CMOS图像传感器上市企业对比分析、特斯拉人形机器人Optimus进化简史等产业分析报告、原创文章可查阅。　　4.什么是双面PCB?　　双面PCB(Double-Sided Printed Circuit Board)是一种印刷电路板的类型，它在两个表面上都布有导线和电子元件。相较于单面PCB，双面PCB提供了更高的布线密度和更复杂的电路设计能力。下面将详细介绍双面PCB的结构、制作过程以及应用领域。　　1)双面PCB的结构和特点　　双面PCB由一个绝缘性材料作为基板，两侧分别涂有一层铜箔。铜箔上通过化学腐蚀或机械刻蚀的方式形成导线和连接器。与单面PCB不同，双面PCB允许在两个表面上同时进行布线，并且可以通过通过孔(VIA)将不同层之间的导线连接起来。　　双面PCB具有以下特点：　　高布线密度：双面PCB允许在两个表面上进行布线，从而实现更高的布线密度。这使得双面PCB在电路设计中更加灵活，可以容纳更多的电子元件和复杂的连接。　　减小尺寸：由于双面PCB可以利用两个表面进行布线，因此相比单面PCB，它可以减小电路板的尺寸。这对于有限空间或紧凑型设计的设备非常有利。　　减少干扰：双面PCB可以通过将信号和电源分布在不同的层上，来降低信号之间的相互干扰。这增加了电路的抗干扰能力，提高了系统的稳定性。　　更复杂的电路设计：双面PCB允许更复杂的电路设计，包括多层互联以及更多的逻辑功能。它为工程师提供了更大的创作空间，并且可以实现更高级别的电路功能。　　2)双面PCB的制作过程　　制作双面PCB与制作单面PCB具有相似的步骤，但需要额外考虑连接两个表面的导线。　　以下是制作双面PCB的一般步骤：　　设计和布局：首先，根据电路需求，设计电路原理图和布局。确定元件的放置位置、导线的走向和连接方式。　　打孔和涂覆：使用机械钻孔等方法，在基板上打孔，以便后续的导线连接。然后在两个表面上涂覆铜箔，形成导线和连接器的基础。　　图案制作：类似于单面PCB，使用光刻技术将电路图案转移到铜箔上。通过制作印刷模板或使用敏感性光敏胶涂覆的方法，将电路图案暴露在铜箔上。　　化学腐蚀：将经过曝光的铜箔进行化学腐蚀处理，去除未被保护的部分。这将形成导线和连接器的图案。　　补孔和金属化：通过孔(VIA)将不同层之间的导线连接起来。补孔可以使用机械钻孔或激光钻孔完成。然后，在补孔处进行金属化处理，使不同层之间的导线能够通电。　　元件安装和焊接：根据布局图和元件清单，将电子元件逐一安装到对应的位置上。这个过程可以手工进行，也可以利用自动化设备如贴片机来实现。一旦元件安装完成，就需要进行焊接，将元件与导线进行连接。焊接方法包括手工焊接、波峰焊接和表面贴装技术(SMT)等。　　测试和调试：完成焊接后，对双面PCB进行测试和调试，以确保电路的功能正常。测试可以使用专业的测试设备或编程器进行。检查电路的连通性、信号传输和功耗等参数，确保没有短路和开路问题。　　最终加工和组装：经过测试和调试后，双面PCB会进行最终的加工和组装步骤。这可能包括喷涂保护层以提高防潮性能、刻印标识以便识别、安装外壳等。这些步骤可以根据特定需求进行定制。　　3)双面PCB的应用领域　　双面PCB在众多领域中得到广泛应用，包括但不限于以下几个方面：　　通信设备：双面PCB被广泛应用于通信设备，如手机、无线路由器和通信基站等。这些设备需要高度集成的电路设计和较小的尺寸，以适应快速发展的通信技术。　　汽车电子：汽车行业对于电子产品的需求不断增长，双面PCB被用于制造汽车电子控制系统、仪表板和娱乐导航系统等。双面PCB的高密度布线能够满足复杂电路设计的需求。　　工业控制和自动化：双面PCB广泛应用于工业控制和自动化领域，如PLC(可编程逻辑控制器)、传感器和机器人等。这些设备需要稳定的电路连接和高可靠性。　　医疗设备：医疗设备对于精确的电路设计和可靠性要求非常高。双面PCB在医疗设备中被用于心脏监护仪、血糖仪、医疗图像设备等。　　消费电子：双面PCB也广泛应用于消费电子产品，如电视机、音响设备、家用电器等。它们可以帮助实现更小巧、高性能的电子产品设计，提供更好的用户体验。　　总之，双面PCB在现代电子技术中扮演着重要角色。它们提供了高布线密度和更复杂的设计能力，适用于各种应用领域。制作双面PCB需要精确的工艺和严格的质量控制，以确保电路的可靠性和稳定性。随着科技的不断发展，双面PCB将继续在技术创新和电子产品设计中发挥着重要作用。　　5.PCB的价格是多少?　　1)定价因素　　在讨论 PCB 的价格时，需要考虑以下几个因素：　　PCB 板的尺寸和层数：PCB 板的尺寸和层数对价格有直接影响。通常来说，随着 PCB 板尺寸的增加和层数的增多，制造成本也会相应提高。　　材料选择：不同的 PCB 板材料具有不同的性能和成本。一般来说，使用高性能材料的 PCB 会更昂贵。　　工艺复杂度：如果 PCB 板具有复杂的布线、特殊的印刷工艺或特殊的要求(如盲孔、埋孔等)，则制造成本较高。　　生产数量：通常情况下，批量生产 PCB 板的成本会比小批量生产更低，因为规模化生产可以降低每个单元的成本。　　2)成本构成　　PCB 的价格主要由以下几个方面的成本构成：　　材料成本：包括 PCB 板基材、铜箔、喷镀材料等。　　工艺成本：包括图案设计、印刷、光刻、蚀刻、钻孔、喷涂、焊接和检测等工艺步骤。　　设备成本：包括 PCB 制造所使用的设备和机械，如印刷机、光刻机、蚀刻机等。　　人工成本：包括操作员的工资、培训和维护等费用。　　管理和利润：包括企业管理费用和利润。　　3)价格范围　　由于 PCB 的定价因素众多，其价格范围也很广泛。以下是一些常见情况下的参考价格范围：　　简单双面 PCB：对于小尺寸(10cm x 10cm)的双面 PCB 板，通常价格在几美元到十几美元之间。　　中等复杂度多层 PCB：对于中等复杂度的四层 PCB 板，价格可能会在几十美元到几百美元之间。　　高性能 PCB：具有特殊材料和复杂工艺要求的高性能 PCB 板价格通常较高，可以达到数百美元甚至更高。　　需要注意的是，以上仅为大致范围，并不适用于所有情况。实际的 PCB 价格会根据供应商、地理位置、生产数量、定制要求等因素而有所不同。　　4)提供报价和比较　　要获取准确的 PCB 报价，建议以下几个步骤：　　寻找多个供应商：与多个 PCB 制造商联系，并要求他们提供详细的报价。这将使你能够比较不同供应商之间的价格差异。　　明确需求：向供应商提供清晰的 PCB 设计文件，包括尺寸、层数、材料要求、特殊工艺要求等，以便他们可以准确地计算成本。　　询问批量价格：如果你计划进行大规模生产，询问供应商提供批量定价或折扣。　　注意隐藏费用：询问供应商是否有额外的费用，如运输费、样品费、工程费等。确保你对所有费用有清晰的了解。　　6.如何解决PCB设计中的布线问题?　　PCB(Printed Circuit Board)布线是电子产品设计中至关重要的一步，它涉及到连接电路中各个元件之间的导线，以实现信号传输和功耗控制。在进行PCB布线时，可能会面临许多挑战和问题。下面将介绍一些常见的布线问题，并提供相应的解决方法。　　1)布线密度问题——解决方法：使用多层PCB和高密度布线技术　　当电路较为复杂、元件较多时，可能会出现布线空间不足的情况。为了解决这个问题，可以考虑使用多层PCB。多层PCB允许在不同层之间进行布线，从而增加布线空间。此外，采用高密度布线技术，如通过孔(VIA)和内层连接等，可以进一步提高布线密度。　　2)信号完整性问题——解决方法：避免信号干扰、地平面规划和阻抗匹配　　在布线过程中，信号完整性是非常重要的。信号干扰可能导致信号失真、串扰或电磁干扰。为了解决这个问题，可以采取以下措施：　　分隔敏感信号和高功率信号：将敏感信号和高功率信号分离布线，降低相互干扰的可能性。　　地平面规划：合理规划地平面层，确保地面连接完整且减少回流路径。这有助于减少信号干扰和电磁辐射。　　阻抗匹配：根据设计需求，对传输线进行阻抗匹配，以确保信号的稳定传输。　　3)高频布线问题——解决方法：缩短信号路径、采用微带线、差分布线等　　在高频电路中，布线需要更加精确和谨慎。以下是一些解决高频布线问题的方法：　　缩短信号路径：尽量缩短信号的传输路径，减少信号传输的延迟和损耗。　　采用微带线：对于高频信号，可以使用微带线(Microstrip)来进行布线，以保持信号完整性和阻抗匹配。　　差分布线：对于差分信号，可以采用差分布线技术，通过两个平行布线的导线传输信号，以提高抗干扰能力和信号完整性。　　4)热管理问题——解决方法：合理布局和散热设计　　电子产品中的高功率元件可能会产生大量热量，如果不进行适当的热管理，可能会导致温度升高、元件损坏或系统故障。以下是一些解决热管理问题的方法：　　合理布局：将高功率元件分散布置，避免过于密集，以便更好地散热。　　散热设计：在PCB板上添加散热装置，如散热片、散热孔等，促进热量的传导和散发。　　优化通风：保证电子产品内部有足够的空间和通风口，以增加空气流动，提高散热效果。　　5)地线回流问题——解决方法：合理规划地线和分割功率地面　　地线回流是由于功率地面回流路径过长或不合理导致的电流回流问题。以下是解决地线回流问题的方法：　　规划地线：合理规划地线，确保地面连接完整且减少回流路径，降低地线回流的概率。　　分割功率地面：将功率地面分割为多个区域，减少功率电流在地面上的回流路径，以降低地线回流的影响。　　6)EMI和EMC问题——解决方法：使用屏蔽、地平面规划和滤波器等　　电磁干扰(EMI)和电磁兼容性(EMC)是布线过程中需要考虑的重要问题。以下是一些解决EMI和EMC问题的方法：　　屏蔽设计：对于敏感信号或高频信号，可以采用屏蔽罩或屏蔽层来阻挡电磁干扰。　　地平面规划：合理规划地平面层，确保地面连接完整且减少电磁辐射。　　滤波器：在信号输入和输出端口添加滤波器，以减少电磁噪声的传播和影响。　　综上所述，PCB布线中可能会遇到多种问题，但通过合适的解决方法，这些问题是可以克服的。合理规划布线、采用高密度布线技术、注意信号完整性和热管理、阻抗匹配等措施，都可以帮助解决各种布线问题。同时，了解特定应用领域的要求和需要也是解决布线问题的关键。随着技术的不断进步，布线工艺和解决方案也在不断发展，为PCB设计提供更好的支持和解决方案。　　7.如何防止PCB板发生腐蚀?　　1)理解 PCB 腐蚀的原因　　在探讨如何防止 PCB 板腐蚀之前，首先需要了解 PCB 腐蚀的主要原因。以下是导致 PCB 腐蚀的几个常见因素：　　湿度和水分：高湿度环境和接触水分都会增加 PCB 板腐蚀的风险。　　化学物质：与腐蚀性化学物质接触，如酸、碱或溶剂，可能导致 PCB 板腐蚀。　　电化学反应：电化学反应，如电解腐蚀，在存在电解质(如盐水)的情况下，也可能引起 PCB 板腐蚀。　　金属接触：不当的金属接触，比如使用不兼容的金属，会引起电化学反应，并导致 PCB 板腐蚀。　　2)采取预防措施　　为了防止 PCB 板腐蚀，可以采取以下预防措施：　　2.1 PCB 材料选择　　选择适当的 PCB 材料是防止腐蚀的重要一步。以下是一些常见的 PCB 材料选择：　　FR-4 板：FR-4 是最常用的 PCB 材料之一，具有较好的防潮和化学稳定性，能够抵抗一定程度的腐蚀。　　金属基板：金属基板具有较高的热散性能和耐腐蚀性，适用于一些对腐蚀要求较高的应用场景。　　2.2 表面涂层保护　　在制造过程中，可以对 PCB 板进行表面涂层以增强其防腐蚀性能。常见的表面涂层包括：　　防焊膜(Solder Mask)：防焊膜是一种覆盖在 PCB 表面的保护层，可以防止焊接时发生意外接触导致腐蚀。　　防氧化层：通过在 PCB 表面形成一层防氧化层，可以防止 PCB 板被氧化物腐蚀。　　2.3 正确处理和存储　　正确处理 PCB 板并妥善存储也可以帮助防止腐蚀。以下是一些建议：　　避免湿度和水分：尽量保存 PCB 板在干燥的环境中，避免暴露在高湿度或潮湿的条件下。　　避免化学物质接触：避免 PCB 板与腐蚀性化学物质接触，如酸、碱或溶剂。如果需要处理这些化学物质，应采取适当的防护措施。　　正确存储：将 PCB 板存放在干燥、清洁、无腐蚀性气体的环境中，并确保它们不会受到机械损伤。　　2.4 耐腐蚀金属选择　　在设计和制造 PCB 时，选择耐腐蚀金属是非常重要的。选择耐腐蚀性能较好的金属材料可以有效地防止 PCB 板腐蚀。以下是一些常用的耐腐蚀金属选择：　　铜：铜是常用的导电金属，具有良好的耐腐蚀性能，可在大多数环境中使用。然而，对于特殊应用场景，如海洋环境或化学工业等，可能需要采用某些耐腐蚀性更高的金属。　　不锈钢：不锈钢是一种合金材料，具有出色的耐腐蚀性能。它适用于一些需要长期抵御潮湿和化学腐蚀的应用场景。　　镍：镍具有良好的氧化和腐蚀抵抗能力，广泛应用于一些高要求的电子和化学工业领域。　　3)定期维护和检查　　定期维护和检查 PCB 板是确保其长期使用的关键。以下是一些建议：　　清洁 PCB 板：定期清洁 PCB 板表面，去除灰尘、污垢和其他杂质。使用适当的清洁剂和方法，以避免对 PCB 板产生腐蚀性影响。　　检查环境条件：定期检查周围环境的湿度、温度和化学物质等因素，确保它们不会对 PCB 板产生腐蚀作用。　　注意电解质：避免 PCB 板与电解质接触，特别是在高温和潮湿条件下。　　4)合理设计和制造　　在 PCB 的设计和制造过程中采取合理的措施也有助于防止腐蚀问题的发生：　　合理布局：合理布局电路板元件和导线，避免不必要的交叉和靠近金属边缘，以减少电化学反应发生的机会。　　正确焊接：采用正确的焊接技术和材料，确保连接良好，避免产生焊接点腐蚀引起的问题。　　综上所述，为了防止 PCB 板发生腐蚀，我们可以选择适当的 PCB 材料，增加表面涂层保护，正确处理和存储 PCB 板，选择耐腐蚀金属，并进行定期维护和检查。此外，合理的设计和制造过程也能够有效地减少 PCB 腐蚀的风险。通过采取这些措施，我们可以确保 PCB 板的稳定性和可靠性，并延长其使用寿命。　　8.PCB的设计软件有哪些推荐?　　1)Altium Designer　　Altium Designer是一个功能强大且广泛使用的PCB设计软件。它提供了完整的设计流程，从原理图设计到布局和布线，再到制造文件生成。Altium Designer具有直观的用户界面、丰富的元件库和强大的仿真工具，使得PCB的设计过程更加高效和精确。　　2)Cadence Allegro　　Cadence Allegro是另一个颇受欢迎的PCB设计软件。它拥有强大的布局和布线功能，适用于复杂的电路板设计。Cadence Allegro还提供了许多高级功能，如信号完整性分析、功耗分析和三维模型集成等，可帮助设计师优化电路性能和可靠性。　　3)Mentor Graphics PADS　　Mentor Graphics PADS是一款易于使用且功能全面的PCB设计软件。它适用于中小型项目，提供了快速原理图捕获、布局和布线功能。Mentor Graphics PADS还集成了仿真和分析工具，以帮助设计师在设计过程中进行更准确的评估和优化。　　4)Eagle　　Eagle是一款广泛应用于小型项目和初学者的PCB设计软件。它提供了简单易用的界面和丰富的元件库。Eagle具有基本的布局和布线功能，并支持可定制的元件和封装库。虽然Eagle在功能上可能不如其他软件全面，但其易学易用的特点使得它成为许多初学者和个人项目的首选软件。　　5)KiCad　　KiCad是一款开源免费的PCB设计软件，适用于各种规模的项目。它提供了完整的PCB设计流程，包括原理图设计、布局、布线和制造文件生成。KiCad具有友好的用户界面和强大的元件库管理功能。由于其免费和开源的特性，越来越多的设计师选择使用KiCad进行PCB设计。　　6)OrCAD　　OrCAD是一款功能强大且灵活的PCB设计软件。它提供了全套的PCB设计工具，包括原理图捕获、布局、布线和仿真等。OrCAD具有强大的信号完整性分析和电磁兼容性分析功能，可帮助设计师解决高速信号传输和EMI问题。　　9.PCB的金手指是什么作用?　　PCB的金手指是指位于电路板边缘的一组金属接点，通常采用金属材料(如金或镀金)进行涂层处理。它们具有长条形状，类似于手指，因此得名。金手指通常由脉冲码调制(PCM)和嵌入式系统中使用的扩展接口卡等高性能应用所采用。　　1)金手指在 PCB 中的作用　　连接与插拔　　PCB 的金手指主要用于连接与插拔操作。金手指通常与连接器相配合，用于在不同的设备之间传输信号和电力。通过插入和拔出连接器，金手指能够可靠地建立电气连接，并实现数据和信号的传输。　　信号传输　　金手指在 PCB 中充当了信号传输的重要角色。它们通过金属接点之间的接触来传输信号，确保精准、快速和稳定的数据传输。金手指设计得非常精细，以确保最小的信号干扰和损耗。　　电源供应　　除了信号传输，金手指还可以用作电源供应。通过金属接点的连接，电源信号能够稳定地传输到需要供电的部件或设备上。这对于高功率和高性能的电子设备至关重要。　　高频信号处理　　另一个重要的作用是金手指在高频信号处理中的应用。高频信号的传输需要特殊的技术和设计，以确保信号的准确性和稳定性。金手指的设计考虑到了高频信号的传输需求，并提供了低阻抗、低损耗和高速传输的特性。　　2)金手指的设计和制造　　设计要点　　设计 PCB 中的金手指时，需要考虑以下要点：　　尺寸和形状：金手指的尺寸和形状应与相应的连接器匹配，并符合设计要求。　　精度和可靠性：金手指的设计应具有良好的精度和可靠性，以确保稳定的信号传输和插拔操作。　　材料选择：金手指通常采用金属材料(如金或镀金)进行涂层处理，以提高导电性和耐腐蚀性。　　制造过程　　金手指的制造涉及以下步骤：　　PCB 制造：首先制造整个 PCB 板，包括金手指所在的边缘部分。　　金属表面处理：对 PCB 边缘上的金手指进行金属表面处理，通常采用电镀技术，在金属表面涂覆一层金或镀金，以提高导电性和耐腐蚀性。　　切割和成型：根据设计要求，将 PCB 板切割成适当的尺寸，并进行成型，使金手指保持正确的形状。　　3)金手指的维护和保养　　为了确保金手指的正常工作和延长其使用寿命，需要进行适当的维护和保养：　　定期清洁：金手指表面容易积聚污垢、灰尘和氧化物等杂质，这可能导致信号传输不稳定。因此，定期清洁金手指至关重要。可以使用无纺布或专用电子清洁剂轻轻擦拭金手指表面，去除污垢和氧化物。　　避免过度插拔：频繁的插拔操作可能会导致金手指的磨损和损坏。因此，在不必要的情况下，应避免过度插拔连接器，以减少对金手指的磨损。　　防止腐蚀：金手指通常采用金或镀金处理以提高其耐腐蚀性能。然而，仍需注意避免与腐蚀性化学物质接触，以防止金属表面受损和腐蚀。　　4)PCB 金手指的优势和应用领域　　PCB 金手指具有以下优势：　　可靠性：金手指提供可靠的信号传输和插拔连接，确保数据和电力的稳定传输。　　高频特性：金手指设计考虑了高频信号传输的要求，具有低阻抗、低损耗和高速传输能力。　　耐腐蚀性：采用金或镀金处理的金手指具有良好的耐腐蚀性，延长其使用寿命。　　PCB 金手指广泛应用于以下领域：　　电子通信：金手指在通信设备(如手机、路由器等)中起到关键作用，实现高速数据传输和可靠的连接。　　计算机硬件：金手指用于连接扩展接口卡(如显卡、声卡等)和主板之间，实现高性能计算和图形处理等功能。　　消费电子：金手指应用于各种消费电子产品，如平板电脑、智能电视等，以实现数据传输和电源供应。　　综上所述，PCB 的金手指在电路板中扮演着重要的角色。它们实现了信号传输、电源供应和插拔连接的功能，同时具有高频特性和耐腐蚀性。通过适当的维护和保养，金手指可以提供可靠的性能并延长其使用寿命。由于广泛的应用领域，PCB 金手指对于现代电子领域的发展起到了至关重要的作用。

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发布时间：2024-09-03 09:31 阅读量：557 继续阅读>>

DC-DC电源的<span style='color:red'>PCB</span>布局设计及注意事项

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DC-DC电源的PCB布局设计及注意事项

　　在给首版电源板测试时，最好的结果是它不仅可以工作，而且还“安静”，凉爽地运行。然而现实总是很少一次成功。　　开关电源的一个常见问题是“不稳定”的开关波形。有时，波形抖动很明显，可以听到从磁性元件发出噪声。如果问题与印刷电路板( PCB)布局有关，则很难确定原因。EMC也是很注重( PCB)布局，这就是为什么在开关电源设计的早期正确布局 PCB至关重要的原因。其重要性不可夸大。　　良好的布局设计可优化电源效率，减轻热应力，最重要的是，可将噪声以及走线与组件之间的相互作用降至最低。为实现这些目标，设计人员必须了解开关电源中的电流传导路径和信号流，这一点很重要。以下讨论提出了针对非隔离式开关电源的正确布局设计的设计注意事项。　　布局：　　对于大型系统板上的嵌入式 DC /DC电源，电源输出应位于负载设备附近，以最大程度地减小互连阻抗和整个系统上的传导电压降 PCB走线可实现最佳的电压调节，负载瞬态响应和系统效率。　　此外，大型无源元件(例如电感器和电解电容器)不应阻止空气流向低剖面，表面贴装半导体元件(例如功率 MOSFET， PWM控制器等)。为防止开关噪声扰乱开关中的其他模拟信号系统，请尽可能避免在电源下方布线敏感信号走线。否则，需要在电源层和小信号层之间使用内部接地层进行屏蔽。　　需要指出的是，该电源位置和电路板空间规划应在系统的早期设计 /规划阶段进行。不幸的是，有时人们会首先关注大型系统板上其他更 “重要 ”或 “令人兴奋 ”的电路。如果电源管理 /电源是最后的考虑因素，并且将其降级到板上所剩的空间，那么这肯定无助于确保高效且可靠的电源设计。　　层的放置　　在多层 PCB板上，非常需要将 DC接地层或 DC输入或输出电压层放置在高电流功率组件层和敏感的小信号走线层之间。接地层和 /或直流电压层提供交流接地，以屏蔽小信号走线，使其免受嘈杂的电源走线和电源组件的影响。　　通常，多层 PCB的接地或直流电压平面不应分段。如果无法避免分割，则必须将这些平面中的迹线数量和长度最小化。走线的走线方向应与大电流流向相同，以最大程度地减小影响。　　图 1a和 1c提供了用于开关电源的 6层和 4层 PCB板的不希望有的层布置的示例。在这些示例中，小信号层夹在大电流电源层和接地层之间。这些配置增加了高电流 /电压电源层和小型模拟信号层之间的电容性噪声耦合。为了最大程度地降低噪声耦合，图 1b和 1d给出了 4层和 6层 PCB设计所需的层排列示例。　　在这两个示例中，小信号层被接地层屏蔽。重要的是，始终在外部功率级层旁边放置一个接地层。最后，还希望外部高电流电源层使用厚铜，以最小化 PCB的传导损耗和热阻。　　功率级组件布局　　开关电源电路可以分为功率级电路和小信号控制电路。功率级电路包括传导大电流的组件。通常，应首先放置这些组件。随后将小信号控制电路放置在布局中的特定位置。　　电感大电流走线应短而宽，以最小化 PCB电感，电阻和电压降。这对于具有高 di / dt脉动电流的走线尤其重要。　　实线表示连续电流路径，虚线表示脉动(开关)电流路径。脉动电流路径包括连接到输入去耦陶瓷电容器 CHF，顶部控制 FETQT，底部同步 FETQB及其可选的并联肖特基二极管的走线。　　图2 a显示了这些高 di / dt电流路径中的寄生 PCB电感。由于寄生电感，脉动电流路径不仅会辐射磁场，还会在 PCB走线和 MOSFET上产生高压振铃和尖峰。为了最大程度地减小 PCB电感，应将该脉动电流环路(热环路)布置为使其具有最小的周长，并由短而宽的走线组成。　　图2 .最小化同步降压转换器中的高 di / dt环路面积。( a)高 di /dt环路(热环路)及其寄生 PCB电感器，( b)布局示例。　　高频去耦电容器 CHF应该是一个 0.1µF至 10µF的 X5R或 X7R介电陶瓷电容器，其 ESL和 ESR非常低。较高电容的电介质(例如 Y5V)可以在电压和温度范围内大幅降低电容。因此，对于 CHF，这些类型的电容器不是优选的。　　图2 b提供了降压转换器中的临界脉动电流环路(热环路)的布局示例。为了限制电阻压降和通孔数量，应将功率组件放置在电路板的同一侧，并在同一层布线。当需要将电源走线路由到另一层时，请在连续电流路径中选择一条走线。当使用通孔连接大电流回路中的 PCB层时，应使用多个通孔以最小化通孔阻抗。　　类似地，图3显示了升压转换器中的连续和脉动电流环路(热环路)。在这种情况下，应将高频陶瓷电容器 C HF放置在靠近 MOSFET QB和升压二极管 D 的输出侧。　　图3. Boost转换器的连续和脉动电流路径　　由开关 QB，整流二极管 D和高频输出电容器 CHF组成的环路必须最小化。图4显示了升压转换器中脉动电流环路的布局示例。　　图4.最小化Boost转换器中的高di / dt环路面积。 (a)高di / dt环路(热环路)及其寄生PCB电感器，(b)布局示例　　隔离和最小化高 dv / dt 开关区域　　在图 2和 4中， SW节点电压以高 dv / dt速率在 VIN (或 VOUT)和地之间摆动。该节点富含高频噪声成分，并且是 EMI噪声的强大来源。为了使 SW节点与其他噪声敏感走线之间的耦合电容最小， SW铜面积应最小化。　　但是，另一方面，为了传导高电感电流并为功率 MOSFET提供散热片， SW节点的 PCB面积不能太小。通常最好在此 SW节点下方放置一个接地铜区域，以提供额外的屏蔽。　　足够的铜面积来限制功率部件的热应力　　在没有用于表面安装功率 MOSFET和电感器的外部散热器的设计中，必须有足够的铜面积作为散热器。对于直流电压节点，例如输入 /输出电压和电源接地，希望使铜面积尽可能大。　　多个通孔有助于进一步降低热应力。对于高 dv / dt SW节点， SW节点铜面积的适当大小是在最小化与 dv / dt相关的噪声与为 MOSFET提供良好散热性能之间的设计权衡。　　功率元件的正确焊盘图案以最小化阻抗　　重要的是要注意功率元件的焊盘(或焊盘)图案，例如低 ESR电容器， MOSFET，二极管和电感器。图 8a和 8b分别显示了不希望有的和所需的功率分量焊盘图案的示例。　　图5 .功率组件的期望和不需要的焊盘图案。( a)不当对功率组件的焊盘使用散热垫，( b)功率组件的推荐焊盘图案。　　如图5 b所示，对于去耦电容器，正对通孔和负对通孔应尽可能彼此靠近，以最小化 PCB有效串联电感( ESL)。这对于低 ESL的电容器特别有效。大价值的低 ESR电容器通常更昂贵。不合适的焊盘图案和不良的布线会降低其性能，从而增加总体成本。通常，所需的焊盘图案可降低 PCB噪声，降低热阻抗，并使高电流组件的走线阻抗和压降降至最低。　　大电流功率组件布局中的一个常见错误是对散热垫焊盘图案的不正确使用，如图5 a所示。不必要地使用散热垫图案会增加功率组件的互连阻抗。这会导致更高的功率损耗并降低低 ESR电容器的去耦效果。如果使用过孔来传导大电流，则必须使用足够数量的过孔来最小化过孔阻抗。同样，散热孔不应用于这些过孔。　　电源之间输入电流路径的分离　　图6显示了一个应用，其中几个车载开关电源共享同一输入电压轨。当这些电源彼此不同步时，有必要分开输入电流走线，以避免不同电源之间的常见阻抗噪声耦合。每个电源都具有本地输入去耦电容器的要求就不那么重要了。　　图6 .分开电源之间的输入电流路径　　控制电路布局控制电路的　　控制电路的位置应远离嘈杂的开关铜线区域。对于降压转换器，控制电路最好靠近 VOUT +侧，对于升压转换器，控制电路最好靠近 V IN +侧，其中电源走线承载连续电流。　　如果空间允许，请将控制 IC放置在与噪声和高温的功率 MOSFET和电感器相距很小的距离( 0.5-1英寸)处。但是，如果空间限制迫使控制器靠近功率 MOSFET和电感器放置，则必须格外小心，以将控制电路与具有接地层或走线的功率组件隔离开。　　信号接地和电源接地的分离控制电路应与功率级接地之间有单独的信号(模拟)接地岛。如果控制器 IC上有单独的信号接地( SGND)和电源接地( PGND)引脚，则应分别布线。对于具有集成 MOSFET驱动器的控制器 IC， IC引脚的小信号部分应使用 SGND，如图7所示。　　图7 .控制器 IC的去耦电容与地分离　　SGND和 PGND之间仅需要一个连接点。希望将 SGND恢复到 PGND平面的干净点。可以通过连接控制器 IC下方的两条接地走线来实现两个接地。图7显示了芯片电源的首选接地分隔。在此示例中， IC具有裸露的 GND焊盘。应将其焊接到 PCB上，以最大程度地减小电阻抗和热阻。应在此 GND焊盘区域上放置多个通孔。　　控制器 IC 的去耦电容　　控制器 IC的去耦电容器应物理上靠近其引脚。为了使连接阻抗最小，最好不使用过孔将去耦电容器直接连接到引脚。如图8所示，以下芯片引脚的去耦电容器应紧密放置：电流检测引脚， SENSE + / SENSE –，补偿引脚， ITH，信号接地引脚， SGND，反馈分压器引脚， FB， IC VCC 电压引脚 INTV CC和电源接地引脚 PGND。　　最小化环路面积和串扰　　分离出的噪声迹线和敏感迹线　　可以电容耦合两个或更多相邻导体。一根导体上的高 dv / dt电压变化会通过寄生电容器将电流耦合到另一根导体。为了减少从功率级到控制电路的噪声耦合，有必要使噪声开关走线远离敏感的小信号走线。如果可能，请在不同层上布线嘈杂的走线和敏感走线，并使用内部接地层屏蔽噪声。　　电流检测迹线和电压检测迹线　　在所有小信号迹线中，电流检测迹线对噪声最敏感。电流感测信号幅度通常小于 100mV，与噪声幅度相当。其 SENSE + / SENSE - 迹线应该与最小间隔(开尔文检测)平行进行路由，以尽量减少拾取的 di / dt相关的噪声的机会，如图8。　　图8 .电流感测的开尔文感测( a) RSENSE和( b)电感器 DCR感测　　此外，用于电流检测走线的滤波电阻和电容应尽可能靠近 IC引脚放置。如果将噪声注入到长检测线中，这将提供最有效的滤波。如果将电感器 DCR电流感测与 R / C网络一起使用，则 DCR感测电阻 R应靠近电感，而 DCR感测电容 C应靠近 IC。　　如果在走线到 SENSE –的返回路径中使用过孔，则该过孔不应与另一个内部 VOUT +层接触。否则，该过孔可能会传导大的 VOUT + 电流，并且导致的电压降可能会使电流检测信号失真。避免在嘈杂的开关节点( TG， BG， SW， BOOST迹线)附近布线电流检测迹线。如果可能，将接地层放置在电流感测走线和具有功率级走线的层之间。　　如果控制器 IC具有差分电压遥感引脚，则也应使用开尔文( Kelvin)感测连接对正负负极走线使用分开的走线。　　迹线宽度选择　　电流电平和噪声灵敏度是特定控制器引脚所独有的。因此，需要为不同的信号选择特定的走线宽度。通常，小型信号网可能较窄，并具有 10至 15 mil宽的走线。高电流网络(栅极驱动， VCC 和 PGND)的走线应短而宽。建议这些网的宽度至少为 20 mil。　　输入上电浪涌尖峰电压　　DC-DC电路在上电接通，断开重负载时，常常瞬间产生一个很高的尖峰电压，降低尖峰幅度的方法是线路阻抗和电容的等效串联电阻(ESR)。　　如：LDO电路中，功率比较低的应用，较高的输入上电时，一般在输入正极端串联2-10欧姆的电阻。　　如：DC-DC电路中，一般输入电容采用有较高ESR等效串联电阻的电解电容， LDO电路也可以用电解电容的方案。　　电路PCB设计要求重点　　1. 输入电容CIN就近放在芯片的输入Vin引脚盘和电容地端放置在功率的PGND，增加过孔，减少阻抗，减少寄生电感的存在，因为输入电流不连续，寄生电感引起的噪声对芯片的耐压以及逻辑单元造成不良影响。　　2. 功率电路的回路尽可能的短粗，保持较小的环路面积，　　3. SW/LX是噪声源，保证电流的同时保持尽量小的面积，远离敏感的易受干扰的位置，如FB输出反馈电路，　　4. 输出电容COUT就近放在放置在电感旁，增加过孔，减少阻抗，　　5. FB反馈电阻连接到FB管脚尽可能短，靠近IC的FB管脚放置，减少噪声的耦合，　　6. 散热设计，芯片底部尽量多打过孔，增加散热设计　　7. 外围器件电阻或电容的接地端，回路不能从电感底部(干扰大)走，可在电阻电容的接地端打过孔。如果是输入电容CIN或者输出电容COUT，需要多增加过孔。保证功率回路的干净稳定。

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发布时间：2024-07-29 15:01 阅读量：598 继续阅读>>

安森美：基于热性能的NIS(V)3071 <span style='color:red'>PCB</span>设计考虑因素

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安森美：基于热性能的NIS(V)3071 PCB设计考虑因素

　　单片电子保险丝(eFuse)NIS(V)3071能够提供高达10 A 连续电流，在设计它的PCB时热性能是重要的考量因素，在设计PCB热特性时，需要考虑eFuse的两种工作模式：软开关开通阶段和稳定工作状态。在软开关开通阶段，eFuse的短期功率耗散可达几十瓦，而稳定工作状态时则可能为几瓦。本文将通过比较四层和两层PCB，说明使用多层PCB为器件散热带来的性能优势。　　以下对两种PCB在相同条件下的热参数进行比较。FAULT引脚上ESD结构的线性温度曲线用于测量结温。该器件在输入电压Vin = 12 V且无负载的情况下驱动芯片，在此电压下，以1mA的电流对两个测试板上的ESD结构进行温度特性分析，并使用Temptronic X-Stream 4300对温度进行扫描。此温度特性分析的电路原理图如图3所示：温度特性测试配置。　　在30°C 至150°C 的温度范围内，ESD结构的两块测试板上的电压如图4 所示：热性能分析。　　在供电电压Vin = 12 V的情况下，设定所有四个并联通道的输出电流，使两块测试eFuse PCB上的功耗都正好为1 W。　　表1 显示了在相同电流(1 mA)下，两块被测PCB上FAULT 引脚基于ESD 结构的电压。根据这些电压，按照图4 所示公式可计算出每块电路板上的结温。测量是在环境温度为Ta = 23°C的自然空气对流条件下进行的。两层和四层PCB的结至环境热阻(Rthja)值由下式给出。　　Rthja = (Tj − Ta)/Pd [°C/W]　　表1：　　图5.热像仪显示了作为对比的两个PCB的温度分布。相比于相同面积的两层PCB，四层PCB具有低12°C/W的热阻。结温Tj也可以通过Rdson的变化来计算，但在大约6A的输出电流下，自热效应使得这种相关性的表征变得复杂，并且Rdson随温度以及输出电流的变化并非线性。　　附录中是上述两种PCB的完整说明和堆叠图。　　焊接指南　　焊接NIV3071 器件时，我们建议遵循IPC-7527标准和焊接指南。在某些需要刚性多层PCB的应用中，建议使用高可靠性焊膏。高可靠性焊膏将有助于确保焊点在板级可靠性温度循环测试期间的机械完整性。　　▶附录

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发布时间：2024-07-18 10:38 阅读量：337 继续阅读>>

<span style='color:red'>PCB</span>检测的基本常识是什么？

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PCB检测的基本常识是什么？

　　PCB板的检测是时候要注意一些细节方面，以便更准备的保证产品质量，在检测PCB板的时候，我们应注意下面的小常识。　　PCB检测常识　　1、严禁在无隔离变压器的情况下，用已接地的测试设备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备来检测PCB板　　严禁用外壳已接地的仪器设备直接测试无电源隔离变压器的电视、音响、录像等设备。虽然一般的收录机都具有电源变压器，当接触到较特殊的尤其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的电视或音响设备时，首先要弄清该机底盘是否带电，否则极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路，波及集成电路，造成故障的进一步扩大。　　2、检测PCB板要注意电烙铁的绝缘性能　　不允许带电使用烙铁焊接，要确认烙铁不带电，最好把烙铁的外壳接地，对MOS电路更应小心，能采用6~8V的低压电路铁就更安全。　　3、检测PCB板前要了解集成电路及其相关电路的工作原理　　检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与外围元件组成电路的工作原理。如果具备以上条件，那么分析和检查会容易许多。　　4、测试PCB板不要造成引脚间短路　　电压测量或用示波器探头测试波形时，表笔或探头不要由于滑动而造成集成电路引脚间短路，最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。任何瞬间的短路都容易损坏集成电路，在测试扁平型封装的CMOS集成电路时更要加倍小心。　　5、检测PCB板测试仪表内阻要大　　测量集成电路引脚直流电压时，应选用表头内阻大于20KΩ/V的万用表，否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。　　6、检测PCB板要注意功率集成电路的散热　　功率集成电路应散热良好，不允许不带散热器而处于大功率的状态下工作。　　7、检测PCB板引线要合理　　如需要加接外围元件代替集成电路内部已损坏部分，应选用小型元器件，且接线要合理以免造成不必要的寄生耦合，尤其是要处理好音频功放集成电路和前置放大电路之间的接地端。　　8、检测PCB板要保证焊接质量　　焊接时确实焊牢，焊锡的堆积、气孔容易造成虚焊。焊接时间一般不超过3秒钟，烙铁的功率应用内热式25W左右。已焊接好的集成电路要仔细查看，最好用欧姆表测量各引脚间有否短路，确认无焊锡粘连现象再接通电源。　　9、检测PCB板不要轻易断定集成电路的损坏　　不要轻易地判断集成电路已损坏。因为集成电路绝大多数为直接耦合，一旦某一电路不正常，可能会导致多处电压变化，而这些变化不一定是集成电路损坏引起的，另外在有些情况下测得各引脚电压与正常值相符或接近时，也不一定都能说明集成电路就是好的。因为有些软故障不会引起直流电压的变化。　　PCB板调试方法　　对于刚拿回来的新PCB板，我们首先要大概观察一下，板上是否存在问题，例如是否有明显的裂痕，有无短路、开路等现象。如果有必要的话，可以检查一下电源跟地线之间的电阻是否足够大。　　对于一个新设计的电路板，调试起来往往会遇到一些困难，特别是当板比较大、元件比较多时，往往无从下手。但如果掌握好一套合理的调试方法，调试起来将会事半功倍。　　PCB板调试步骤　　1、对于刚拿回来的新PCB板，我们首先要大概观察一下，板上是否存在问题，例如是否有明显的裂痕，有无短路、开路等现象。如果有必要的话，可以检查一下电源跟地线之间的电阻是否足够大。　　2、然后就是安装元件了。相互独立的模块，如果您没有把握保证它们工作正常时，最好不要全部都装上，而是一部分一部分的装上(对于比较小的电路，可以一次全部装上)，这样容易确定故障范围，免得到时遇到问题时，无从下手。　　一般来说，可以把电源部分先装好，然后就上电检测电源输出电压是否正常。如果在上电时您没有太大的把握(即使有很大的把握，也建议您加上一个保险丝，以防万一)，可考虑使用带限流功能的可调稳压电源。　　先预设好过流保护电流，然后将稳压电电源的电压值慢慢往上调，并监测输入电流、输入电压以及输出电压。如果往上调的过程中，没有出现过流保护等问题，且输出电压也达到了正常，则说明电源部分OK。反之，则要断开电源，寻找故障点，并重复上述步骤，直到电源正常为止。　　3、接下来逐渐安装其它模块，每安装好一个模块，就上电测试一下，上电时也是按照上面的步骤，以避免因为设计错误或/和安装错误而导致过流而烧坏元件。　　寻找故障PCB板的办法　　1、测量电压法寻找故障PCB板　　首先要确认的是各芯片电源引脚的电压是否正常，其次检查各种参考电压是否正常，另外还有各点的工作电压是否正常等。例如，一般的硅三极管导通时，BE结电压在0.7V左右，而CE结电压则在0.3V左右或者更小。如果一个三极管的BE结电压大于0.7V(特殊三极管除外，例如达林顿管等)，可能就是BE结就开路。　　2、信号注入法寻找故障PCB板　　将信号源加至输入端，然后依次往后测量各点的波形，看是否正常，以找到故障点。有时我们也会用更简单的办法，例如用手握一个镊子，去碰触各级的输入端，看输出端是否有反应，这在音频、视频等放大电路中常使用(但要注意，热底板的电路或者电压高的电路，不能使用此法，否则可能会导致触电)。如果碰前一级没有反应，而碰后一级有反应，则说明问题出在前一级，应重点检查。

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发布时间：2024-06-06 10:37 阅读量：583 继续阅读>>

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pcb封装的定义 pcb封装的种类

　　PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)封装是指将集成电路芯片(IC)连接到PCB上，并通过外部引脚与其他电子元器件进行通信的过程。在现代电子设备中，PCB封装起着至关重要的作用，不仅保护芯片免受环境影响，还实现了电路功能的扩展和互联。　　1.pcb封装的定义　　PCB封装是指将裸露的集成电路芯片(IC)封装在特定的外壳或包装材料中，以便安装在印刷电路板(PCB)上并与其他组件连接。封装不仅提供物理保护，还提供电气连接和热管理功能。PCB封装的设计和选择对电路性能、稳定性和可靠性都有重要影响。　　2.pcb封装的种类　　PCB封装主要分为以下几种类型：　　DIP封装：Dual In-line Package，双列直插封装，是一种传统的封装形式，适用于较早的集成电路。具有两排引脚，可直接插入PCB中。　　SMD封装：Surface Mount Device，表面贴装封装，适用于现代高密度PCB设计，可以通过焊接直接固定在PCB表面，节省空间并提高生产效率。　　BGA封装：Ball Grid Array，球栅阵列封装，采用球形焊珠连接，具有更好的散热性能和电路传输性能，广泛应用于高性能处理器和存储器件。　　QFN封装：Quad Flat No-leads，方形无引脚封装，在体积小、散热优异的特点下，适合需求紧凑的场景，如移动设备和射频应用。　　3.pcb封装的制造工艺　　PCB封装的制造工艺包括以下步骤：　　设计封装图纸：根据芯片尺寸和引脚间距，设计封装结构和引脚布局。　　制作模具：根据封装设计要求，制作塑料或金属模具，用于封装材料注塑形成封装外壳。　　焊接引脚：通过自动化设备将芯片引脚焊接在封装底部，形成电气连接。　　填充介质：填充封装材料，如环氧树脂或硅胶，用于保护和固定芯片。　　测试验证：进行封装后的芯片测试验证，确保封装完好且符合电气规格。　　4.pcb封装的应用领域　　PCB封装在电子行业中广泛应用，涉及以下领域：　　消费电子：手机、平板电脑、智能家居产品等，需要各种尺寸和性能的封装来实现不同功能。　　工业控制：工控设备、自动化系统中的传感器、驱动器等，需要耐高温、抗干扰的封装。　　汽车电子：汽车电子系统中的ECU、传感器、控制模块等，需要耐高温、耐振动的封装以应对恶劣环境。　　航空航天：飞行器、卫星等航空航天设备中使用的PCB封装需要具备轻量化、高可靠性和抗辐射等特性。　　能源行业：智能电表、太阳能逆变器、电池管理系统等领域需要具有高效散热和低功耗的封装。

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发布时间：2024-03-05 10:40 阅读量：1944 继续阅读>>

瑞萨电子收购<span style='color:red'>PCB</span>软件巨头Altium

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瑞萨电子收购PCB软件巨头Altium

　　先进半导体解决方案供应商瑞萨电子与全球领先的电子设计系统供应商Altium今天宣布，双方已就瑞萨电子达成一项计划实施协议(“SIA”)，以根据澳大利亚法律的协议安排(“计划”)的方式收购Altium。　　根据交易条款，在满足若干条件的前提下，瑞萨电子将以每股68.50澳元的现金价格收购Altium的所有已发行股份，总股本价值约为91亿澳元(约60亿美元)。　　此次收购使两家行业领导者能够联手建立一个集成和开放的电子系统设计和生命周期管理平台，允许跨组件、子系统和系统级设计进行协作。该交易与瑞萨电子的数字化战略高度契合，是该公司在为电子系统设计人员在系统层面带来增强用户体验和创新的第一步。　　随着技术的进步，电子系统的设计和集成变得越来越复杂。当前的电子系统设计流程是一个复杂且迭代的过程，涉及多个利益相关者和设计步骤，从组件选择和评估到仿真和 PCB 物理设计。工程师必须能够在缩短的开发周期下设计出不仅功能强大，而且高效且具有成本效益的系统。　　瑞萨电子和Altium在共同的愿景下，共同致力于构建一个集成、开放的电子系统设计和生命周期管理平台，在系统层面统一这些步骤。此次收购将Altium先进的云平台功能与瑞萨电子强大的嵌入式解决方案组合结合在一起，将高性能处理器、模拟、电源和连接相结合。该组合还将实现与整个生态系统中的第三方供应商的集成，以便在云上无缝执行所有电子设计步骤。电子系统设计和生命周期管理平台将提供各种电子设计数据和功能的集成和标准化，并增强组件生命周期管理，同时实现设计流程的无缝数字迭代，以提高整体生产力。这大大加快了创新速度，并通过减少开发资源和低效率降低了系统设计人员的进入门槛。　　“开发过程继续发展和加速。我们秉持'让我们的生活更轻松'的宗旨，我们的愿景是让电子设计进入更广泛的市场，通过基于云的平台实现更多创新，“瑞萨电子首席执行官Hidetoshi Shibata说。Altium的加入将使我们能够提供一个集成和开放的开发平台，使各种规模和行业的企业更容易构建和扩展他们的系统。我们期待与Altium的才华横溢的团队合作，继续投资并推动我们的合并平台为客户创造新的价值。　　“我坚信，电子产品是建设智能和可持续世界的最关键行业。瑞萨电子富有远见的领导力和致力于让所有人都能使用电子产品的承诺与Altium产生了强烈的共鸣。Altium的行业转型愿景在瑞萨电子的这一宏伟愿景中得到了最充分的体现，“Altium首席执行官Aram Mirkazemi说。作为合作伙伴，我们与瑞萨电子密切合作了近两年，我们很高兴能成为瑞萨电子团队的一员，继续成功执行和发展。　　Altium(前称Protel International Limited)有限公司由Nick Matrin于1985年在塔斯马尼亚岛的霍巴特成立，用来开发基于计算机的软件来辅助进行印制电路板(PCB)设计，是全球首批印刷电路板(PCB)设计工具供应商之一。该公司已发展成为全球市场领导者，拥有当今最流行的 PCB 软件工具。公司所推出的第一套DOS版本PCB设计工具被澳大利亚电子行业广泛接受，到1986年中期，Altium公司开始通过销售商向美国和欧洲出口设计包。随着PCB设计包的成功，Altium开始扩大产品范围，所生产的产品包括原理图输入、PCB自动布线以及自动PCB元件布局软件。　　Altium 365是全球首个用于设计和实现电子硬件的数字平台，Altium 365是Altium领先的PCB设计软件，可在整个PCB设计过程中实现无缝协作。2023年6月，瑞萨电子宣布，已在Altium的Altium 365云平台上对所有PCB设计进行标准化开发。瑞萨电子一直在与Altium合作，将其所有产品的ECAD库发布到Altium Public Vault。借助Altium365上的制造商零件搜索等功能，客户可以直接从Altium库中选择瑞萨电子零件，以加快产品上市速度。　　该交易已获得两家公司董事会的一致批准，预计将于2024年下半年完成。交易的完成尚需获得Altium股东的批准、澳大利亚法院的批准以及监管部门的批准和其他惯例成交条件。Altium董事会一致建议Altium股东投票赞成该计划，前提是没有更好的提案，并且独立专家得出结论(并继续得出结论)该计划符合Altium股东的最佳利益。在符合这些相同条件的前提下，每位Altium董事都打算投票或促使投票支持该计划的所有Altium股份。Altium将继续由首席执行官Aram Mirkazemi领导，成为瑞萨电子的全资子公司。　　财务摘要　　此次收购加强了瑞萨电子的财务状况，并通过加速瑞萨电子的数字化战略为股东提供了巨大的价值。　　该交易的财务亮点包括：　　以每股68.50澳元现金购买所有Altium普通股。这比2024年2月14日(交易公告前的最后一个交易日)Altium普通股收盘价溢价约34%，较Altium自2024年1月15日起的一个月成交量加权平均价格(“VWAP”)溢价约39%，较Altium自11月15日起三个月VWAP溢价约46%。2023年，较Altium的历史最高收盘价溢价约31%。　　此次全现金交易的股权价值约为91亿澳元，企业价值约为88亿澳元。　　该交易在没有协同效应的情况下立即增加收益;合并后的公司预计将在交易完成后实现收入和成本协同效应对收益的影响。Altium带来2.63亿美元的收入、36.5%的EBITDA利润率和77%的经常性收入。这些指标基于Altium截至2023年6月30日的财年。　　瑞萨电子计划通过银行贷款和手头现金为交易提供资金，该交易不受任何融资条件的约束。　　瑞萨电子预计将在交易完成后的3年内将其净债务/非GAAP息税折旧摊销前利润倍数降至<1.0倍。

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瑞萨电子

发布时间：2024-02-18 17:13 阅读量：1491 继续阅读>>

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pcb表面处理工艺的类型有哪些

　　在PCB(Printed Circuit Board)制造过程中，表面处理是一个非常重要的步骤。表面处理可以提高PCB的可焊性、耐腐蚀性和可靠性，同时也可以增加PCB的外观质量。根据不同的需求，PCB表面处理工艺可以分为多种类型。在本文中，AMEYA360将介绍几种常见的PCB表面处理工艺及其特点。　　PCB线路板的表面处理工艺有很多种，常见的有热风整平、有机涂覆(OSP)、化学镀镍/浸金，沉银，沉锡等。　　1、热风整平　　热风整平也就是我们常说的喷锡，是早期PCB板常用的处理工艺，是在PCB表明涂覆熔融锡铅焊料并用加热压缩空气整平(吹平)的工艺，使其形成一层即抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属化合物，其厚度大约有1～2mil。　　2、OSP有机涂覆　　OSP工艺不同于其它表面处理工艺，它是在铜和空气间充当阻隔层; 简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，主要是用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈;同时又必须在后续的焊接高温中，能很容易被助焊剂所迅速清除，以便焊接。OSP工艺简单，成本低廉，在线路板制作中广泛使用。　　3、化学镀镍/浸金　　化学镀镍/浸金不像OSP工艺那样简单，需要在铜面上包裹一层厚厚的，不像OSP那样仅作为防锈阻隔层，电性能良好的镍金合金可以长期保护PCB，并实现良好的电性能。另外它也具有其它表面处理工艺所不具备的对环境的忍耐性，有效防止PCB板损坏。　　4、沉银　　沉银工艺较简单、快速，是介于OSP和化学镀镍/浸金之间。沉银不需要给PCB板敷上一层厚厚的盔甲，也可以在热、湿和污染的环境中，给PCB板提供很好的电性能和保持良好的可焊性，缺点就是会失去光泽。另外沉银还有良好的存储性，通常放置几年组装也不会有大问题。　　5、沉锡　　因为目前所有焊料是以锡为基础的，所以锡层能与任何类型的焊料相匹配，这也使得沉锡工艺具有很好的发展前景。以前沉锡工艺不完善时，PCB板沉锡后容易出现锡须，在焊接过程中锡须和锡迁移会带来可靠性问题。如今在沉锡溶液中加入了有机添加剂，使锡层结构呈颗粒状结构，克服了锡须的问题，而且还具有好的热稳定性和可焊性，增强了可应用性。　　综上所述，PCB表面处理工艺有多种类型，每种类型都有其独特的优势和适用场景。在选择PCB表面处理工艺时，需要根据具体的应用需求和制造要求进行综合考虑，以确保PCB的质量和可靠性。

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发布时间：2024-01-16 11:08 阅读量：1539 继续阅读>>

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中国pcb百强企业排行榜

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发布时间：2023-12-25 15:54 阅读量：1677 继续阅读>>

如何优化GaN晶体管的 <span style='color:red'>PCB</span> 布局

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如何优化GaN晶体管的 PCB 布局

　　自从 40 多年前，第一款开关电源问世以来，PCB 的布局就一直是电力电子设计中不可或缺的一环。无论采用哪种晶体管技术，我们必须理解和管理 PCB 布局产生的寄生阻抗，确保电路正确、可靠地运行，而且不会引起不必要的电磁干扰(EMI)。　　尽管现代的宽禁带功率半导体不像早期的硅技术那样，存在严重的反向恢复问题，但其较快的开关转换，会导致其换向 dv/dt 和 di/dt 比前代硅技术更加极端。应用说明对 PCB 布局提供的建议通常是“尽量减小寄生电感”，但实现这一点的最佳方法并不总是清晰明确。此外，并非所有导电路径都需要有尽可能低的电感：例如，与电感器的互连——显然该路径中已经存在电感。　　当然，尽可能降低所有互连电感，并同时消除 PCB 上的所有节点到节点的电容是不可能的。因此，成功的PCB 布局的关键在于，理解在开关电子器件中，哪些地方的阻抗是真正重要的，以及如何减轻这种不可避免的阻抗带来的不良后果。　　为此，我们的英飞凌工程师为您列出了10项优化GaN PCB的建议：　　1、考虑晶体管开关时电流将流向何处　　2、布局电感可能在电路的某些部分很重要，但在其他部分并不重要　　3、利用薄介质的 PCB 层对，将布局电感最小化　　4、避免偏离 “上/下同路”，造成横向循环　　5、任何 SMT 封装的封装电感不一定是固定值　　6、使用顶部冷却的 SMT 封装，独立优化电气和热路径　　7、在栅极驱动电路的回流路径中使用平板　　8、防止容性电流　　9、使接地参考电路远离高压侧栅极驱动电路　　10、保持开关节点紧凑

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晶体管

发布时间：2023-11-22 13:18 阅读量：1806 继续阅读>>

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MC33074DR2G	onsemi
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TPS63050YFFR	Texas Instruments
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