PCB多层板设计经验(相当精髓)

原来用protel 99se完成了 2层、4层板子的布板。都比较数量了。 下半年想利用一点存钱，学习BGA的布线。从来没弄过，身边也没人弄过。 初步看了一下网上说用 ORCAD原理图 与 POWER PCB PCB图 来布多层板，原文如下： ----------------------------------------------------------------------------------------- 我个人工作经验中是使用第三方软件PCBNavigator来保持ORCAD原理图与POWER PCB PCB图的一致。 关于PCBNavigator这个软件网上有很多资料，感兴趣的可以去找下。有疑问的地方也可以在此提出。 ----------------------------------------------------------------------------------------- 不知道论坛里面谁有兴趣，和我水平差不多，又想向软硬件一起发展的同志，给点意见，大家一起成长 1.像S3C2410 的这种BGA是否需要学习 ORCAD原理图+POWER PCB PCB来完成。还在以自己水平在protel 99se上继续画？？ 我知道protel能画6层，但是对以后的个人发展，比如以后跳槽找个话TI达芬奇处理器的工作的话，是否现在就需要学习先进的软件了？ 　 还想问一下，BGA这种封装，研发阶段，硬件开发人员是自己焊接，还是让工厂加工？？ 我希望以后自己bga也能焊接，但是不知道需要用那些工具？？用什么方法。我希望找到一套平时自己DIY也能自己焊接BGA的材料和方法。还有我自己动手能力还是很有信心的。我们硬件组，我焊的、修的基本功都还算扎实。（PS：我基本时间都在打杂，哈哈，感谢打杂！别人都不愿意焊接，都是我来弄的） 本贴被 rei1984 编辑过,最后修改时间：2009-07-24,13:45:48. 　 BGA焊接还是找厂家吧！自己很难焊接，除非用专用BGA设备。Protel99一样可以布6层板的，不过我现在已经开始转到Cadence了。 　 　 我们公司画的6层板是外包的，对方是用Allegro的，据我所知，Allegro画高速线路是比POWER PCB和PROTELL都要好。 BGA焊接最简单是用台热风枪就可以了，但手法要求比较高；条件好一点就买台小型回流焊，一千多一台吧，芯片放好在PCB上，放到回流焊里，等几分钟，就搞定。 BGA焊接是比较容易解决的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，难的是没焊好，或芯片坏掉，要重焊；重焊的话要重新植锡球（新的芯片上是已经植好锡球的），这个就比较麻烦；通常是用刮锡浆或锡珠的方法，我两种都试过，觉得刮锡浆比较好。 　 ls高手，学习了！！ ------------------ BGA焊接是比较容易解决的问题，难的是没焊好，或芯片坏掉，要重焊；重焊的话要重新植锡球（新的芯片上是已经植好锡球的），这个就比较麻烦；通常是用刮锡浆或锡珠的方法，我两种都试过，觉得刮锡浆比较好。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 我一直搞 qfp 2XX的arm9 9200，生产过程，回流焊基本MCU都不会坏，要坏也就是管脚虚焊。 1.请问bga的回流曲线温度一般要比 qfp的高，而且时间长吗？所以导致MCU损坏？？ 2.刮锡浆或锡珠 淘宝上看到有锡珠卖用来重新植球的，还有一个植球的小钢网，是不是这种方法算是植锡珠？？刮锡浆的方法好像没见过，具体怎么搞的？ 　 taobao一下有收获！！！以后淘宝可以取代百度了，呵呵！！ 刮锡浆 应该是这样搞的吧？ (原文件名:9999.JPG) 　 S3C2410是可以4层LAYOUT的 但费事一些 2410内部有NC脚 不像2440内部全都是脚 不过MINI2440的核心板也是用4层LAY的 最难画的其实是2层的QFP216&邦定 4层的BGA 6层的HDI 本贴被 lin3354 编辑过,最后修改时间：2009-07-24,17:30:02. 　 PCB推荐POWER PCB 2005SP2 很好用 工作一年多了 完成过S3C2410 S3C2440 S3C6410的PCB 特别是S3C6410的PCB 6层HDI BGA内部3MIL线宽 3MIL间距 盲埋孔 将近80根蛇形线 一个变态 　 这个最好参加PCB + EMC培训，EDA软件用Allegro比较好，protel不太合适。 《快快乐乐跟我学高速PCB设计》 2008/04/28 asdjf@163.com www.armecos.com “12层电路板怎么画啊？” “2.5GHz的高速电路怎么布线才能稳定工作？” “BGA芯片下面怎么布线？孔怎么打？线宽如何确定？” “我想做i-ram2，但是以前只画过SDRAM，不知道DDRII电路怎么布，咋办？” “如何画手机主板？PC机主板？PCI采集卡？通信背板？ARM9核心板？千兆网络接口？” ...... 随着技术的不断发展，高速多层电路越来越流行，学会这项技术就意味着更高的薪酬，更好的发展前景，即使是低速电路，由于芯片工艺的进步，信号边沿越来越陡峭，也需要按照高速电路来分析，但是，目前国内大多数硬件工程师都属于“自学成材”，没有经过专业系统的训练，再加上有些技术属于“概不外传”的绝招，导致初学者没有设计思路，面对复杂的高速电路一头雾水，看不懂图纸，不知如何下手。下面我将高速PCB设计经验和心得体会系统地呈现给大家，希望能对你有所帮助。 简单说，画PCB就是画画儿，画一些点、线、面几何图形，研究其抽象的拓扑结构。然而，为了画PCB，我们还要做些额外的辅助工作：体系架构设计；IC/FPGA设计；绘制原理图；生产；测试；模具。高速PCB更是需要复杂的信号数学模型来指导我们的设计，绝不是一件简单的工作。好的PCB要：可靠、可生产、可测试、可维护。 ====== | 点 | ====== 观察PCB上的图形，首先会注意到存在大量的“点”，包括： 过孔 引脚焊盘 MARK点 ICT测试点 安装孔 ...... 这里要谈的内容是：盲孔、埋孔、过孔；过孔会引起阻抗不连续；过孔载流量和周长的关系；板厚孔径比；BGA下的过孔；多个过孔共享一条线；金属化与非金属化；中心孔、焊盘、热焊盘优选尺寸(电地完整性)；MARK点的识别、共享，何时需要MARK点；ICT定位孔要求；ICT测试点要求；多点接地；马蹄形孔(跑道孔)；堵绿油工艺；点线间距；十字花盘...... ====== | 线 | ====== 其次，你会看到大量的“线”，线的属性有： 长、宽、高(厚) 线间距 导角 传输线模型 延迟 ...... 这里你要知道的是：最大/最小线长度；等长线；线宽和阻抗的关系；线宽铜厚温度和载流量的关系；3W规则；1盎司铜重相当于多少um；圆弧走线；微带线和带状线；表面信号线和板内信号线的延迟时间(ps/英寸)...... ====== | 面 | ====== 最后，关于“面”，就是布局。 布局的关键是先确定固定的接口接插件位置，再根据冷热、高速低速、重要次要均衡分布原则调整各元器件位置。 ============ | 拓扑结构 | ============ 了解了点线面就可以开始布局了，常用的拓扑结构有： 星型 菊花链 树枝 点对点 ...... 各种结构各有优缺点、限制条件和适用范围，我们会详细论述。 ============ | 层叠结构 | ============ 在画板之前要先确定层叠结构，这里我们会举例说明4层、6层、8层、16层板的层叠方法，以及通过一个4层板说明如何辨别层叠的好坏。部分内容如下： 首先，要划分层叠结构，为了方便设计，最好以基板为中心，向两侧对称分布，相临信号层之间用电地层隔离。 层叠结构(4层、6层、8层、16层)： 对于传输线，顶底层采用微带线模型分析，内部信号层用带状线模型。6层/10层/14层/18层基板两侧的信号层最好用软件仿真，比较麻烦。 6层/10层/14层/18层等基板两侧是信号层，没有电地隔离，需要注意相临层垂直走线和避免交流环路。 如果还有其他电源，优先在信号层走粗线，尽量不要分割电地层。 ===== 玻璃纤维基板 ----- FR4绝缘介质材料 S(*) 信号层(层号) TOP 顶层信号层 BOTTOM 底层信号层 TOP TOP TOP TOP ------- ------- ------- ------- GND2 +5V +5V +3.3V ======= ------- ------- ------- +5V S3 S3 S3 ------- ======= ------- ------- BOTTOM S4 GND4 GND4 ------- ======= ------- GND5 GND5 S5 ------- ------- ------- BOTTOM S6 +1.5V ------- ------- +3.3V S7 ------- ------- BOTTOM GND8 ======= GND9 ------- S10 ------- +1.0V ------- S12 ------- GND13 ------- S14 ------- +1.8V ------- BOTTOM 一个四层板的层叠设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，确定哪种最好： 第一种 第二种 第三种 Layer1 Signal Gnd Gnd Layer2 Gnd/Pwr Signal/Pwr Signal Layer3 Pwr/GND Signal/Pwr Signal Layer4 Signal Gnd Pwr 更多内容可以看www.armecos.com文章中心里的《PCB多层电路板设计与制作指导》。 ============ | 电地分割 | ============ 在电源种类比较多的情况下，就需要在同层开槽分割电地平面，分割导致电流回流路径被阻断，跨越分割的线上阻抗不连续，如何减少分割的影响呢？这里给出若干解决方法。有时，分割的影响是有益的，例如：RJ45网络插座变压器下面的分割可以减少网线上传导的干扰，此时，我们就要充分利用分割的优点。 一些相关内容： 正片/负片、压差、分割区内走线，完整电地平面...... FR4-------2.5G-5G Rogers----10G ========== | 接插件 | ========== 这个有什么可讲的，不就是一些2mm欧式插座，PMC插座之类的东西嘛！其实，接插件的学问可大了，为什么有些人设计的板子不稳定？为什么抗干扰能力差？有部分原因就是由接插件引起的。 首先要注意的就是引脚排布，重要信号线两边放什么，对端放什么，高速信号线周围放什么信号，特别讲究。有些人在时钟信号线对面放高速信号；1A电流只用一两根引脚接入；重要信号线周围不分配多余的保护地线等等，如果引脚分布不合理，即使板子内部设计得再好，也不能保证整个电路稳定工作。光引脚分布合理还不成，下面的引出线也大有讲究，就拿电源引脚来说，虽然为1A电流分配了多个引入脚，但是怎么把这个电流引到板子上呢？过孔打几个，线多粗，如何保证电地通道完整性？要不要铺铜？等等。 其次，要注意封装。你知道有几种封装呢？ 一种是丝印封装，就是印在板子的器件外型丝印，这个照着手册就可以画出。 有人倒是按照手册画出了丝印封装，但是做回板子后器件却装不上，原来该器件的外型比丝印大，其他小器件被焊接在这个器件下面了，这就是第二种封装---外型封装。 器件终于被安装到板子上了，可是接头却比插座大，因为周围器件影响，插不上。这就是忽略接头封装造成的后果。 即使接头封装合适，能插在牛头插座上，但是牛角打开后会占用更大的空间，两个牛头插座靠得太近的话，可能卡子打不开，这是忽略工作封装的后果。 ...... 封装共有九种之多，你知道几种呢？如果你知道的不全，是不是就不敢保证“一版成功”？光少做几版省下的钱就够你参加几次培训的了，是不是？ 最后，要了解到底是压接好还是焊接好？内存条平插、斜插、竖插哪种好？(从占用空间大小、散热、稳定性等方面考虑) 一些插座类型：PMC、PCI、CPCI、DIMM、SODIMM ================ | 其他重要内容 | ================ 限于篇幅，有些非常重要的内容这里只简单概括地罗列一下： 时钟---这是非常重要的内容！ 源同步时钟模式；公共时钟模式：建立/保持时间 始端匹配；终端匹配；点对点 时钟分配驱动：0 jitter抖动；0 delay延时；环回；电压；频率上限 晶体、晶振布线 要点 综治信访维稳工作要点综治信访维稳工作要点2018综治平安建设工作要点新学期教学工作要点医院纪检监察工作要点 时钟线长度、线宽、线延时、线间距，周围留出空间，圆弧走线 频率、精度 电源---功率(标称、额定、最大、平均、峰值) 上电时间 上电顺序：现在复杂CPU芯片上电有顺序要求 纹波 种类：core、I/O、AVCC/AGND、PLL供电 上电复位 板上位置(噪声、散热、结构) AC/DC、DC/DC、LDO线性(从功耗、响应速度、电路简单性、噪声、适用性等几个角度考虑) 滤波，电流大小、线宽，分割，层叠结构 复位---上电复位 电源监控 手动复位 看门狗 系统复位、全局复位、局部复位 FPGA加载控制与全局复位 总线---总线架构优于CPU选型 效率、健壮性 PCI、PCI-X、ISA、PCMCIA、LVDS、serial BUS 内存种类：cache、SDRAM、DDRI、DDRII、flash、bootrom、NVRAM、SRAM等 接口---接口效率优于CPU选型 常用接口： RS232、RS485、V.35、E1 HDLC 百兆、千兆、POS接口：MII、RMII、SMII、GMII、TBI(serdes)、UTOPIA I/II 光口：单模/多模、SFP/GBIC CPU----位宽：32bit、64bit CISC、RISC、MIPS Network Processor 多核CPU：如：IBM cell 性价比 效率 OS 散热 功耗 电源种类，上电顺序 加载顺序 仿真头(大众流行) 产品周期 供货情况 规则---环路面积、3W规则、20H规则、正交规则、5-5规则、单点/多点接地...... BGA----BGA器件与其他器件的间距 BGA下面的孔和线怎么布 BGA电地通路，孤铜 去耦电容分布、反面器件分布 ...... 背板---板厚，板厚孔径比 汇流排 加强筋 插座 位置定位 布线要求，时钟同步 热插拔 ...... 其他---中断、上下拉电阻、看门狗电路、跳线、金手指、EMI/EMC/ESD、FPGA/CPLD、匹配、波峰焊工艺、散热、各种地的概念、热插拔、夹具留边，器件间距...... jitter、delay、ring振铃、crosstalk串扰、反射、地弹 电阻、电容、电感、磁珠、晶体、变压器、光耦...... 最小化电路、检查列表checklist 从设计到生产的设计流程，所需数据 产品生命周期 例如：电阻的阻值是离散的，有标称阻值，允许偏差，注意额定功率和使用电压，材料，工艺，制作方法，特殊用途，色标等。电阻器的主要用途有1、限流；2、分压；3、定时；4、电流电压变换；5、阻抗匹配；6、改变电路参数；7、测温或温控；8、特殊电阻应用(过流、过压、过热保护)。 0欧电阻用途？ 为什么电源脚同时并联一个大电容和一个小电容？为什么并联两个容量相同的电容？ 磁珠的使用场合，参数，陷波作用。 变压器初次级隔离。 LVDS设计经验谈，如何布LVDS差分线，如何放置匹配电阻？ PECL电平电路设计 ...... =================== | PCI板卡布线参考 | =================== PCI总线具有自动配置功能，数据带宽大，广泛应用于数据I/O设备，下面以PCI采集卡为例说明如何综合使用前面所讲内容。 好多人画板都是直接抄别人，其实，看看框图就可以了，比如：有些板子参考设计上使用了bootrom/flash，为了方便生产，可我不一定用啊，那就不能直接抄了。 PCI卡上有三种电源：3.3v、5v、12v，怎么分割电源层呢？怎么样才能保证电地平面完整呢？12v用于风扇属于低速信号，如何布低速高压电源信号呢？我们会教你一种巧妙方法满足所有条件，还不降低性能。 PCI的元件只能放在B面上，板厚不能超过1.6mm，否则插不进去。中断线可以共享。正面线不打孔，背面线只打一个孔。clock线约束为小于等于2.5"，其他线为小于等于1.5"。中断复位线可以走很长。 因为卡槽接触点在金手指中间，所以要在接触点以下分割电地，不要在上面分。以金手指中间为界向下铺电地。 时钟和其他信号线间距要够大，可以在其附近走低速复位线。走线要算总长，PCI很皮实，即使不满足要求，也可能正常工作。 更多内容，我们最好看图讲比较好。 ================= | DDRII布线参考 | ================= DDRII内存比传统的SDRAM内存速度快，功耗低、价格便宜，它采用源同步数据选通信号和数据同传方式，在选通的上下边沿都采样数据，所以，性能得到大幅提升。 虽然，使用DDRII内存能带来很大的好处，但是，必须在图纸和PCB设计阶段小心处置，以便确保真正实现所需性能。DDRII设计给板级设计人员带来了一系列原来在SDRAM设计时未曾遇到过的新的挑战：更小的建立/保持时间；更清晰的参考电压；更严格的线长匹配；新的I/O信号(SSTL-2)；正确地端接要求。 硬件工程师面临的挑战可以归纳为以下几点： 1、布线要求高； 2、电源的供给和去耦要求，包括：DDRII芯片和控制器、VTT、VREF； 3、针对给定内存拓扑结构的正确端接。 我们将讨论下面的几种情况下如何布线： 1、单条/多条DIMM-------register，unbuffered 2、单条/多条SODIMM-----register，unbuffered 3、直接焊接在板子上的内存颗粒 4、混合型-----内存颗粒加DIMM扩展槽 DDRII信号可以分为5组： 1、时钟：差分 2、数据 3、地址/命令 4、控制 5、反馈信号 我们在课上将详细研究DDRII的布线方法，用DDRII布线来演示如何融会贯通地使用前面讲到的各种知识。 有兴趣了解更多知识的网友可以看看《ecos增值包》里的《DDR2 SDRAM 和嵌入式系统》，《SDRAM和DDR布线指南》。 ========================== | 划分系统模块的分析方法 | ========================== 大家知道，医学上为了更好地研究人体，把人分成了几大系统：血液循环系统、呼吸系统、神经系统......同样地，如果把电路划分成几个功能模块分别加以研究解剖，那么就可以更深入地理解电路功能，更快地发现问题。 比如：单独把电源系统拿出来研究，你会清楚地看到各种电压的电源之间的连接关系，电源线的粗细。电源系统就相当于血液循环系统，如果线太细，不能承载所需电流，那就是血管狭窄。 再比如：中断系统就相当于神经系统，单独摘出来研究，你可以清楚地看出他们之间的关系，如果中断出错，那就得了神经病，呵呵。 我们可以独立出：复位系、时钟系、电源系、中断系......就象照X光片一样，通过划分功能系统，我们能一眼看出问题所在。 你可以用这种X光机分析一下自己的板子是不是有“心脏病”，“先天性血管狭窄”，“神经错乱”，“骨骼发育不良”......呵呵，是不是很有意思！ 感兴趣的网友可以看看《ecos增值包》里的《EasyARM2200硬件设计的几点改进意见》文档。 ================== | 事故 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和总结 | ================== 1、某公司量产20000块8层通信板，现场调试发现上电后有一半工作正常，一半死机，原因不明。如果报废一半板子则损失惨重，即使留下的正常板子也无法确定是否能一直正常工作。遇到这种情况，必须彻底查明原因，因为硬件工程师都有“疑心病”，如果前面遇到的问题没有彻底解决，后面又遇到新状况，这时就没法确定到底是前一个问题引起的还是又出了新问题，导致自乱阵脚。最后，花费了巨额人力物力财力，终于用非常先进的示波器抓住了一次短暂的复位跳变，这才发现是芯片型号用错了。74LS被用成了74HS，H是什么含义呢？可不是高速哦，是保持的意思，它保持了上电期间的随机状态，导致复位死机。采购没有注意到HS和LS的细微差别，LS的货不够了，就用了一半HS的芯片顶替，导致10000块板子出事。其实，研发人员也不知道这回事，只是在实验测试时恰好用了LS的片子，所以，测试都正常。 2、某公司做一多层交换机板，工作不很稳定，设计者号称某大公司具有8年工作经验的硬件工程师，我看了一下，发现层叠的最里层是两个信号层，无电地隔离，此种情况下没有遵守正交规则，而且到处充满“交流环”，虽然画得很漂亮，但根本不可能稳定。所以说，一个硬件工程师，不能说干了8年就有8年经验，也许他只是把第一年的经验重复了7次，充其量只有1年的工作经验。另外，即使在大公司，如果不接受专业系统地培训，很快就会遇到瓶颈，自己的水平原地打转，无法突破上层次。虽然大公司里的资料规范多，但如果你没有受过专业训练的话，即使资料摆在你面前，你也看不出门道，入宝山而空返，白白浪费学习机会。学习硬件一般靠师傅带徒弟的模式，自学很难(写书的人不做，做的人不写书)，但是在同一公司，师傅的眼界不一定宽，还有“教会徒弟饿死师傅”，所以，效果可能不如外面教得好，是不是这个理儿啊。 3、某公司一块板子，在长时间使用后突然工作不正常，时好时坏，检查时把所有器件挨个排除了一遍也没发现问题，后来，拿回实验室检测，发现是设计错误。板子的接地焊盘是用实心地连接的，由于电流太大，热胀冷缩，天长日久，接地盘的铜箔翘起来了，和接地盘只有一小条铜丝连接，导致地电平不准，系统工作不正常。正确的做法是用十字花盘连接，留出膨胀空间。硬件设计没有细节重点之分，很可能一个小细节害死你，境界问题，过了很久才明白这个道理。 ===================== | 推荐EDA工具、仪器 | ===================== PPT：哈哈，学好PPT(Power point幻灯片)，走遍天下都不怕。 Excel：计算线长、载流量、线宽等特方便，把数填进去立马出结果，好多 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 都这么算的。 Candence：Allegro画图很方便，推挤、笔画功能等。 POWERPCB/OrCAD Mentor ...... 示波器 逻辑分析仪 ...... =============== | 推荐PCB板厂 | =============== 深南电路板厂 昆山沪士 金百泽 深普快捷 东莞生意 ...... ====================== | 硬件工程师职业规划 | ====================== 1、硬件系统架构师 2、IC设计、FPGA设计、SCH设计 3、PCB设计 一般按照这个顺序划分层级比较科学，为什么SCH安排在PCB之前呢？因为所有的处理都要先在SCH上体现出来，然后才能画PCB，在PCB上的改动都是马后炮，来不及了。当然，PCB可以立即体现在产品上，而且很多公司抄的电路图，所以，有时候PCB比较吃香。 不同行业赚钱速度是不一样的，建议画手机板、通信板，射频板，高速多层复杂板等。 ...... ================================== | 配套光盘电子书、工具、软件列表 | ================================== 略 ---------------------------------------------------------------------------------- 综上所述，硬件设计就是与干扰做斗争，把干扰情况解决了，硬件就设计好了。我们从点线面，拓扑结构，层叠顺序，各种功能部件，常用元件，到硬件工程师心理分析，职业生涯规划，系统地介绍了硬件工程师所要了解的内容，感兴趣的网友可以访问：www.armecos.com了解更多内容。当你真正掌握了以上内容，再画什么ARM9核心板，DSP高速处理板，统统不在话下，因为他们都是一回事。 硬件工程师如果想学习操作系统，最好的入门教材就是《ucos51产品》，入门非常容易。 如果想学习网络，《51+8019资料》，这是目前最全的资料了，包括：源码、文档、图纸、GAL文件等。 如果想学习嵌入式系统，强烈建议选择《ecos增值包》，软硬两方面内容都包括了，是“装在光盘里的培训班”，包含了bootloader、FS、TCP/IP、GUI、USB等各种内容。 以上产品在www.armecos.com自助商城有售，均有免费试用版本，先体验效果，感觉好再说。 有了《ecos增值包》，你就能比较系统地掌握嵌入式系统(软硬两方面)的知识，否则，你的知识体系可能不全面，有些重要知识点也许就错过了。 　 to 5楼 1。 QFP我一直都是用普通烙铁来焊的，BGA才用回流焊，所以它们之间的比较我说不上；刚开始给BGA芯片练习植锡球的时候，第一块芯片被我焊都不记得有多少次了，到最后，居然没有坏，还能正常工作；当然这只是个个别的例子，估计用热风机吹的话，没控制好时间是会比较容易损坏芯片的，但用回流焊的话，温度和时间都控制得比较准，这样就不容易把芯片搞坏。 2.用锡珠来植锡球就是你在淘宝看到的方法，刮锡浆的你也看到了，就不用我多说了。