PCB三種特殊布線分享及檢查方法詳解

　　手術(shù)很重要，術(shù)后恢復(fù)也必不可少！各種PCB布線完成之后，就ok了嗎？很顯然，不是！PCB布線后檢查工作也很必須，那么如何對(duì)PCB設(shè)計(jì)中布線進(jìn)行檢查，為后來(lái)的PCB設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)鋪好“路”呢？本文會(huì)從PCB設(shè)計(jì)中的各種特性來(lái)教你如何完成PCB布線后的檢查工作，做好最后的把關(guān)工作！

　　在講解PCB布線完成后的檢查工作之前，先為大家介紹三種PCB的特殊走線技巧。將從直角走線，差分走線，蛇形線三個(gè)方面來(lái)闡述PCB LAYOUT的走線：

　　一、直角走線（三個(gè)方面）

　　直角走線的對(duì)信號(hào)的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載，減緩上升時(shí)間;二是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射;三是直角尖端產(chǎn)生的EMI，到10GHz以上的RF設(shè)計(jì)領(lǐng)域，這些小小的直角都可能成為高速問(wèn)題的重點(diǎn)對(duì)象。

　　二、差分走線（“等長(zhǎng)、等距、參考平面”）

　　何為差分信號(hào)（Differential Signal）？通俗地說(shuō)就是驅(qū)動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號(hào)，接收端通過(guò)比較這兩個(gè)電壓的差值來(lái)判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線就稱(chēng)為差分走線。差分信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比，最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三方面：

　　1、抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值，所以外界的共模噪聲可被完全抵消。

　　2、能有效抑制EMI，同樣的道理，由于兩根信號(hào)的極性相反，他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

　　3、時(shí)序定位精確，由于差分信號(hào)的開(kāi)關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn)，而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。

　　三、蛇形線（調(diào)節(jié)延時(shí)）

　　蛇形線是Layout中經(jīng)常使用的一類(lèi)走線方式。其主要目的就是為了調(diào)節(jié)延時(shí)，滿足系統(tǒng)時(shí)序設(shè)計(jì)要求。其中最關(guān)鍵的兩個(gè)參數(shù)就是平行耦合長(zhǎng)度 （Lp）和耦合距離（S），很明顯，信號(hào)在蛇形走線上傳輸時(shí)，相互平行的線段之間會(huì)發(fā)生耦合，呈差模形式，S越小，Lp越大，則耦合程度也越大?？赡軙?huì)導(dǎo)致傳輸延時(shí)減小，以及由于串?dāng)_而大大降低信號(hào)的質(zhì)量，其機(jī)理可以參考對(duì)共模和差模串?dāng)_的分析。下面是給Layout工程師處理蛇形線時(shí)的幾點(diǎn)建議：

　　1、盡量增加平行線段的距離（S），至少大于3H，H指信號(hào)走線到參考平面的距離。通俗的說(shuō)就是繞大彎走線，只要S足夠大，就幾乎能完全避免相互的耦合效應(yīng)。

　　2、減小耦合長(zhǎng)度Lp，當(dāng)兩倍的Lp延時(shí)接近或超過(guò)信號(hào)上升時(shí)間時(shí)，產(chǎn)生的串?dāng)_將達(dá)到飽和。

　　3、帶狀線（Strip-Line）或者埋式微帶線（Embedded Micro-strip）的蛇形線引起的信號(hào)傳輸延時(shí)小于微帶走線（Micro-strip）。理論上，帶狀線不會(huì)因?yàn)椴钅４當(dāng)_影響傳輸速率。

　　4、高速以及對(duì)時(shí)序要求較為嚴(yán)格的信號(hào)線，盡量不要走蛇形線，尤其不能在小范圍內(nèi)蜿蜒走線。

　　5、可以經(jīng)常采用任意角度的蛇形走線，能有效的減少相互間的耦合。

　　6、高速PCB設(shè)計(jì)中，蛇形線沒(méi)有所謂濾波或抗干擾的能力，只可能降低信號(hào)質(zhì)量，所以只作時(shí)序匹配之用而無(wú)其它目的。

　　7、有時(shí)可以考慮螺旋走線的方式進(jìn)行繞線，仿真表明，其效果要優(yōu)于正常的蛇形走線。

　　手術(shù)很重要，術(shù)后恢復(fù)也必不可少！講完了PCB布線，那么布完線就完事了嗎？很顯然，不是！PCB布線后檢查工作也很必須，那么如何對(duì)PCB設(shè)計(jì)中布線進(jìn)行檢查，為后來(lái)設(shè)計(jì)鋪好路呢？請(qǐng)看下文！

　　通用PCB設(shè)計(jì)圖檢查項(xiàng)目

　　1）電路分析了沒(méi)有？為了平滑信號(hào)電路劃分成基本單元沒(méi)有？

　　2）電路允許采用短的或隔離開(kāi)的關(guān)鍵引線嗎？

　　3）必須屏蔽的地方，有效地屏蔽了嗎？

　　4）充分利用了基本網(wǎng)格圖形沒(méi)有？

　　5）印制電路板的尺寸是否為最佳尺寸？

　　6）是否盡可能使用選擇的導(dǎo)線寬度和間距？

　　7）是否采用了優(yōu)選的焊盤(pán)尺寸和孔的尺寸？

　　8）照相底版和簡(jiǎn)圖是否合適？

　　9）使用的跨接線是否最少？跨接線要穿過(guò)元件和附件嗎？

　　l0）裝配后字母看得見(jiàn)嗎？其尺寸和型號(hào)正確嗎？

　　11）為了防止起泡，大面積的銅箔開(kāi)窗口了沒(méi)有？

　　12）有工具定位孔嗎？

　　PCB電氣特性檢查項(xiàng)目：

　　1）是否分析了導(dǎo)線電阻、電感、電容的影響？尤其是對(duì)關(guān)鍵的壓降相接地的影析了嗎？

　　2）導(dǎo)線附件的間距和形狀是否符合絕緣要求？

　　3）在關(guān)鍵之處是否控制和規(guī)定了絕緣電阻值？

　　4）是否充分識(shí)別了極性？

　　5）從幾何學(xué)的角度衡量了導(dǎo)線間距對(duì)泄漏電阻、電壓的影向嗎？

　　6）改變表面涂覆層的介質(zhì)經(jīng)過(guò)鑒定了嗎？

　　PCB物理特性檢查項(xiàng)目：

　　1）所有焊盤(pán)及其位置是否適合總裝？

　　2）裝配好的印制電路板是否能滿足沖擊和振功條件？

　　3）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)元件的間距是多大？

　　4）安裝不牢固的元件或較重的部件固定好了嗎？

　　5）發(fā)熱元件散熱冷卻正確嗎？或者與印制電路板和其它熱敏元件隔離了嗎？

　　6）分壓器和其它多引線元件定位正確嗎？

　　7）元件安排和定向便于檢查嗎？

　　8）是否消除了印制電路板上和整個(gè)印制電路板組裝件上的所有可能產(chǎn)生的干擾？

　　9）定位孔的尺寸是否正確？

　　10）公差是否完全及合理？

　　11）控制和簽定過(guò)所有涂覆層的物理特性沒(méi)有？

　　12）孔和引線直徑比是否公能接受的范圍內(nèi)？

　　PCB機(jī)械設(shè)計(jì)因素：

　　雖然印制電路板采取機(jī)械方法支撐元件，但它不能作為整個(gè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)件來(lái)使用。在印制版的邊沿部分，至少每隔5英寸進(jìn)行一定的文撐。選擇和設(shè)計(jì)印制電路板必須考慮的因素如下；

　　1）印制電路板的結(jié)構(gòu)——尺寸和形狀。

　　2）需要的機(jī)械附件和插頭（座）的類(lèi)型。

　　3）電路與其它電路及環(huán)境條件的適應(yīng)性。

　　4）根據(jù)一些因素，例如受熱和灰塵來(lái)考慮垂直或水平安裝印制電路板。

　　5）需要特別注意的一些環(huán)境因素，例如散熱、通風(fēng)、沖擊、振動(dòng)、濕度?；覊m、鹽霧以及輻射線。

　　6）支撐的程度。

　　7）保持和固定。

　　8）容易取下來(lái)。