适应高速需求的PCB

今后高速化PCB技术集中反应在如下3个方面: (1)考虑到噪声和延迟的PCB图形设计技术; (2)在PCB生产制造过程里，关键在于阻抗控制技术和传播延迟时间的控制技术; (3)以PCB的阻抗参数为代表的电性能评价技术。 PCB图形设计技术 当进行PCB图形设计时，作为用于预测高速工作状态的工具，可使用传输线路模拟技术。例如，Viewlogic公司的模拟工具XTK，利用它可以分析6线路的信号传输波形。通过利用这种工具事先进行模拟时，输入PCB的图形设计信息和电路里使用的电子元器件的电性能信息后，便可解析出串扰、布线电容量和信号传送波形。经过这种事先模拟分析，设计者在设计PCB图形时，能作到心中有数，可摆脱以往的经验设计的束缚。 多层PCB制造技术 高速化多层PCB上有着数不清的纵横交错排列的信号传输线，即要保证必要的电性能又要便于加工制造。为此，人们通过长期的研究与开发，形成图1所示的信号线模和特性阻抗表达式。在高速化的多层PCB制造过程中，可根据图1中所示的参数，忠实地实现PCB设计要求。从中不难看出，为了获得高精度的阻抗控制的PCB，严格控制绝缘层的厚度是非常重要的。 现在，世界各个知名PCB生产厂家，几乎都能灵活地运用成形厚度精确的真空压床，实现高精度阻抗控制的PCB产品生产。然而，实际生产的PCB产品的阻抗，也有机械照搬图1所示阻抗表达式不灵的情况。这主要是因为生产工艺过程中，每个生产厂家之间总是有具体的差异。因此，各厂家除了根据图1所示的一般原则之外，仍然还要通过实验确认阻抗的预测方法，综合理论和实验数据，分析确定各自的高速化PCB产品规范。 此外，在印刷电路板上电信号的传播速度，受到限制，不能以光速传播，详见下式所示:信号传播速度=系数 光速/\sqrt{介电常数}。从中不难看出，若想提高PCB上信号传播速度，应选用介电常数低的材料。在设计和加工生产时，若能尽量缩短在PCB上的信号线布线长度，对于缩短电信号在PCB上的传播时间具有重要意义。因此，在信号线布局设计时，应该缩短信号线的长度，既能缩短信号传播时间，又可以减少信号线之间的相互串扰。 电性能评价技术 PCB的电性能，如像特性阻抗和信号传播时间，可以用时域反射仪TDR进行测量。通常，在PCB板规定尺寸之外的多余部分或者在PCB板内设置测试图形，用于确保产品质量。一般PCB板实验或者是试制品，可用手工方式测试。但是，作为大批量生产时，不得不借助于自动测试机;例如，仪器设备厂家通过PCB生产厂家协作，现已开发出特性阻抗自动测试机。 以上所谈及的高速化PCB技术，仅限于传送的电信号的最大频率为1GHz以内有效。 使用上述技术时，需要注意的是对于高速化的PCB生产规格，需生产厂家和用户协商后制定，否则只会增加生产成本。