【原创连载】＋pcb设计和生产经验分享及求教

只看该作者 · 2015-8-7 08:30

学习学习

只看该作者 · 2015-8-7 09:01

MARK!!!

只看该作者 · 2015-8-7 14:31

MRAK！！

只看该作者 · 2015-8-7 23:19

续六信号完整性 1

聊到这个章节的时候，我非常心虚。对于信号完整性，我只了解一些常规的基本知识，说的不对的地方希望有大牛帮忙指正。

信号完整性主要表现在五个方面：延迟，反射，串扰，同步切换噪声（SSN)和电磁兼容性（EMC)，EMC又包括 EMI(电磁干扰）和 EMS(电磁敏感性）。

信号在传输线上传输时，源阻抗和负载阻抗不匹配，就会有反射。解决反射主要有几种方式：

1. 减少线的长度

2. 增加终端匹配电阻（例如，DDR2的电路，在靠近源端串联电阻）

3. 做好线路的阻抗控制（如单线50欧，差分100欧等）

串扰是指信号间的电磁耦合，在PCB板上，任何两个器件或者导线之间都存在互容或互感，解决串扰的方法有几点：

1. 走线尽可能短

2. 如果空间允许，布线满足3W的布线原则。

3. 尽量避免长距离的并行布线，层与层之间走线尽量保持垂直方式

4. 多层板时，将PCB做薄（例如常规1.6mm的板厚，做成1.0mm的板厚），减少TOP，BOTTOM层和参考层的高度距离，增加线与参考层的耦合。（PCB薄还有利于减小过孔的容性和感性）

5. 如果是多层板（6层或以上），重要的信号线布在中间层（有2个参考面，即带状线），会减少串扰。

6. 在强信号两边加过孔接地，过孔要保持一定的密度，用类似包地方式做电磁隔离

7. 良好的回流路径可以减小串扰，所以重要信号除了缩短走线的长度外，尽量保证相邻面是完整的地平面。

提高EMC性能有几个方法：

1. 在系统的电源平面配置足够的，均匀分布的去耦电容，芯片的电源输入，输出增加去耦电容和滤波器，去偶电容要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。

2. 高速信号和时钟信号，都以地平面作为参考层。

3. 复位，中断信号，也要谨慎处理，远离高频信号。

4. 允许范围内加大芯片的供应电压有助于提高稳定性，但是会增大功耗。

5. 不要有孤立铜皮，以免产生天线效应。

6. 避免90度和锐角的走线，以免产生辐射

只看该作者 · 2015-8-8 17:07

续七信号完整性2

总的来说，良好布局和回流路径是保持信号完整性的基础。布局遵循一个基本原则：高速、低速分区域，模拟、数字分区域，干扰源、敏感受体分区域。

地平面在新手阶段，不建议分割，否则信号的回流路径比较容易重叠串扰，不容易处理。

如果需要分割，采用连接桥方式布线（这方面经验不够，试过几次，效果都不理想）

设计好重要电源的回流路径，尽量不要互相干扰。（如视频Sensor模拟电源，数字电源，回流路径不用重叠，尽量远离。不处理好，低光情况下会有条纹干扰）

如下图箭头所示，如果有过孔打断回流路径或者跨区域走线，都要尽量注意。

最后，整理几个保持信号完整性的注意事项，希望大神能帮忙补充：

1. 走线尽可能短。

2. 重要信号加宽，包地，尽量参考GND平面，并且注意与其他信号的间距（满足3W)。

3. 做好高速信号的等长和阻抗控制，如果可以，等长的信号线，过孔的数量也最好一致。（这里的等长是指同一信号组内的等长，比如DDR布线中，数据线信号组等长，地址线信号组等长，时钟信号等长，时钟信号组的长度的则是要比其他信号组长20～50mil）

等长控制时，蛇形走线满足3W原则优先，并且走线呈圆弧状。

4. 重要的信号走线要有完整的参考平面，不要跨平面分割布线，确保信号回流平面完整

5. 多层板注意PCB的叠层顺序，因为一般重要器件都在TOP面，重要信号线也经常是TOP面为主，选择地做参考层时，叠层往往是TOP，GND.......这样的顺序。

6. 滤波电容，特别小容值的，靠近用电管脚放置。走线时，尽量先打过孔，再经过电容到芯片管脚。

7. 多层板时，将电源层的区域内缩20H（H是电源与地之间的介质厚度），减小对外电磁辐射。

8. 待补充。。。。。。

只看该作者 · 2015-8-9 16:21

收藏了哈哈，，反复看几遍要

只看该作者 · 2015-8-10 10:51

赞一个谢谢给年轻人的忠告

只看该作者 · 2015-8-10 17:01

谢前辈分享经验总结。。

只看该作者 · 2015-8-10 21:33

续八 PCB检查及光绘检查

PCB完成后，一般需要重点检查的几点如下，欢迎大家补充：

1. 电源的输入，输出电容是否正确放置

2. 需要大电流的地方，电源和地的线是否够粗

3. 常规的连接性检查（重点检查元件空脚是否正常），间距检查（注意，一般机械钻孔容易打偏，最好安全间距留大一点）

4. 将PCB的网表和原理图网表做对应检查

5. 将PCB的尺寸和封装按照1：1大小打印出来，检查结构安装是否合理，芯片的封装大小是否正确，DIP插件孔或定位孔能否合理插拔，连接器的方向是否正确

6. 元器件标号和元件是否一致，尽量摆放整齐并且方向一致，器件焊盘上不允许有丝印。

初步的PCB源文件检查完成后，将PCB文件生成光绘（Gerber）做进一步检查。

我个人的习惯是通过光绘看各个层面的信号完整性（因为光绘文件看起来比较清楚，重点检查是否有由于过孔过于密集引起的开槽），也通过光绘检查丝印文件是否正确（有些封装从外部导入，往往丝印层和之前的库不一致）。

光绘文件可以通过CAM350等工具打开（如下图，通过光绘，看地平面的完整性，是否有被过孔打断的孤地，都看的比较清楚）。

只看该作者 · 2015-8-11 20:50

续九线路板调试

拿到焊接好的PCBA主板后，先做常规的检查：

1. 检查是否有焊接方向不对的器件（例如，电解电容，胆电容，对称的芯片）

2. 检查各组电源是否有短路的现象（通过万用表测试各组电源的对地电阻是否有异常）

3. 快速上电（并且预备快速下电），有条件的话，通过稳压电源上电，观察电流是否正常。

4. 检查各组电源的供电电压是否正常，有条件的的话，用示波器测量下电源和GND上的纹波。

5. 检查晶体是否正常起振。

初步的这些检查完后，可以验证线路板是否工作了。简单举一个调试ARM控制板的例子，说一下会导致系统不正常工作的地方。

1. 之前提到的检查完成后，系统还不工作，先检查复位信号，复位电平是否正常，是否按照芯片复位要求提供了时序。

2. 检查内存，Flash的焊接是否正常，程序是否正确

3. 检查各组电源的上电顺序，是否按照主芯片的要求提供

4. 检查JTAG接口和调试串口，是否按照芯片的要求上下拉（有些芯片串口RX信号不上拉，会不稳定）

5. 检查芯片外围是否还有需要上下拉的地方（之前碰到一芯片，RTC没有上拉，启动不正常）

6. 检查PCB本身是否有问题，元器件材料是否正常，事实上，在供应链渠道不够正规的情况下，这类问题经常出，最麻烦的是PCB有问题，不容易检查，查到了，有些问题也没法修。

7. 待补充。。。。。。

只看该作者 · 2015-8-18 17:19

非常好的经验分享，支持楼主

只看该作者 · 2015-8-22 12:32

电子设计的初步过程我大致已经说完了, 多谢21ic的打赏和编辑的推荐.
本来后续还有一些器件选型，PCB制造和生产的工艺可以说的，不过发的帖子管理员屏蔽了，可能和PCB这个板块的关联性不够强，我也就告一个段落吧～
之前说过希望抛砖引玉，砖头我扔了不少了，盼望大神也抛些玉出来，我负责打赏：）
发这个帖子的初衷，一方面介绍下自己的经验给大家，也希望愿意分享的牛人帮忙补充些自己的经验。此外，我大概介绍了自己的所长，也希望能多认识些大牛，多沟通，找寻后续合作的机会～

只看该作者 · 2015-9-18 09:19

mark

只看该作者 · 2015-9-19 16:27

标记

只看该作者 · 2015-9-20 10:55

楼主加油

只看该作者 · 2015-9-20 21:07

受益不少！

只看该作者 · 2015-10-9 11:35

ecoren 发表于 2015-8-5 10:25
1. 输入电容Cin 要靠近芯片电源输入2脚（曾经因为输入电容过远，导致加上负载后，工作不正常的，要重视）
...

我上次那个是LDO 也是出现这种情况，不知道问题点是不是都一样，回去验证一下

只看该作者 · 2017-2-4 17:25

两年前整理一下之前的经验，其实一直想把一些设计方案的资料做个整理分类，都没好好去弄，新的一年，我想慢慢开始持续整理，这个板块里面以PCB的标准封装为主，之前也在网上下载过一些标准封装，但是都不知道实际量产的情况，往往还得自己去改。
先提供一个之前在开源网络下载的PADS封装，里面的封装库的实际尺寸大小是有微小调整的，有需要可以下载.
另一个常用封装是我们在量产的.
如果大家下载能用的到，希望能够提出封装库的实际使用和修改情况，后面我会另外开一贴，想把封装库的标准化跟踪一下，定期跟踪和修改。