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什么是PCB线路板上方形痕迹的处理?

2019-07-25 10:14:02 495
        在设计PCB线路板时,有一定的规则。您应该在每个芯片的电源引脚附近放置去耦电容。你的地平面应该是一个巨大的铜填充物; 通过单个迹线连接的两个地平面更好地称为天线。模拟部分应与数字部分分开,如果处理高压,则需要隔离该部分。

我经常听到的一点是,你必须永远不要在轨道上放置90度角。有些人担心,只要在PCB上看到90度角,就会告诉每个人这个PCB线路板不是我设计的。


这种避免90度走线的传统智慧被融入到我们对PCB线路板设计的所有知识中。这是你接受教育的第一件事,当你找到一个有90度痕迹的电路板时,你会批评它。方形痕迹真的很重要吗?简短的回答是否定的,但仍有一个原因我们不这样做。


 射频和电容的影响

 当你问某人为什么印刷电路板上的90度痕迹是错误的时,给出的第一个原因是射频干扰。

关于为什么你不应该在轨迹上使用方角的最引用的原因是电子束起了角落。我们目前对物理学的理解并不会破坏宇宙,这是不可能的。幸运的是,对于每个人来说,你可以租用测试设备来测试20千兆赫的电路。如果你真的很好,你可以在垃圾桶里找到测试设备。今年早些时候,[Bil Herd] 通过测量看起来像方波的迹线的阻抗来测试方形角。在20千兆赫兹时,方角的影响很小。在较低频率下,效果会更小。不要担心痕迹上的方角。


 在射频干扰方面使用90度走线几乎没有任何影响,但由于走线上方角的性质,我们确实碰到了走线的阻力。该电阻是迹线形状的函数,这被称为薄层电阻。最重要的是,走线的电阻以欧姆每平方来衡量。这是每平方的欧姆,没有任何其他维度; 一侧的两个铜方形具有与一侧的十平方毫米铜相同的电阻。这是违反直觉的。

话虽如此,如果用45度角替换,90度角对迹线的阻力几乎没有影响。这就是三角形的工作原理。尽管这种影响非常小,但确实会对迹线的电容产生影响。[Bil Herd]在高速PCB设计技术测试中已经对此进行了介绍,并且已经在EDN中编写,作为高速设计的经验法则。需要注意的是,方角确实会影响电容,但除非电路的上升时间非常短,否则它不是真正的问题。官方的经验法则是,当以mils为单位的线宽大于以皮秒为单位的上升时间的五倍时,方角将影响电路。除非你处理相对高速的信号 - 射频或SPI总线的黑科技大约为100 MHz,否则无所谓。


 PCB板蚀刻过程中的酸陷阱

 大多数电路板以玻璃纤维或其他覆盖有铜层的基板开始其寿命。这是每个电路板的原材料,虽然基板上有不同的数量,但是应用于电路板的铜量,以及制造PCB的中间工艺,一切都始于铜与某种不导电的结合材料。为了将这种原材料转变成电路板,将一部分铜屏蔽掉并除去铜。这可以使用激光打印机墨粉或紫外线固化的光掩模来完成,然后用化学品(氯化铁,过硫酸钠或氯化铜)蚀刻铜。制作PCB有许多不同的方法,但它们都非常相似。


 当蚀刻板时,酸溶液的“熔池”可能会聚集在痕迹的角落。如果发生这种情况,酸可能会侵蚀光刻胶下面的铜。反过来,这会降低迹线的有效宽度,从而可能完全破坏迹线。

“酸陷阱”解释是为什么你不应该使用90度痕迹的隐含原因。酸陷阱是您不应该使用90度角的原因。“易于制造”是许多文章不使用90度痕迹的原因,以获得PCB设计的提示和技巧。

 然而,这个避免酸陷阱的技巧已有几十年的历史,多年来PCB制造背后的技术已大大改进。如果您的PCB线路板工厂在拐角处有酸蚀铜的问题,您应该找到另一个板房。


 那为什么重要?
 设计PCB的技术诀窍就像驾驶汽车一样。任何拥有驾驶执照的人都可以上车,开几英里,然后去撩妹或者去购物。你可以把一些饮料放在冷却器中,然后进行两百公里的公路旅游没问题。驾驶汽车的基础知识足以满足您99%的旅游时间。

在驱动和PCB设计中,大多数都有例外。在克莱斯勒
 设计PCB的技术诀窍就像驾驶汽车一样。任何拥有驾驶执照的人都可以上车,开几英里,然后去买些杂货。你可以把一些饮料放在冷却器中,然后进行两百英里的公路旅行没问题。驾驶汽车的基础知识足以满足您99%的旅行时间。

在驱动和PCB设计中,大多数都有例外。同样,构建多千兆赫电路比将蓝牙模块和OLED显示器连接在一起制造智能手表要困难得多。

我们在大多数PCB设计中看不到方形迹线的原因仅仅在于美学惯例。如果看起来不对,那就错了。没有具体的理由说明为什么每个电路板设计都应该避开走线上的90度角,这只是你不应该做的事情,因为它看起来不对。