高速PCB的可靠性设计

高速PCB已经成为数字系统设计中的主流设计.本文分析讨论了高速PCB的可靠性设计问题,阐述了电源布线和过孔设计在高速PCB设计中的重要性,提出了具体的解决办法.     

TFT-LCD过孔接触电阻研究

研究了过孔接触电阻变化规律,并进行机理分析,为优化薄膜晶体管的过孔设计提供依据。首先,运用开尔文四线检测法对不同大小、形状、数量的钼/铝/钼结构的栅极和源/漏层金属与氧化铟锡连接过孔的接触电阻进行测试。然后,通过扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和聚焦离子束显微镜对过孔内部形貌进行表征。最后,对过孔接触电阻变化规律进行机理分析。实验结果表明:过孔面积越大,接触电阻越小;过孔面积相同时,长方形过孔的接触电阻小于正方形过孔的接触电阻,多小孔的接触电阻小于单大孔的接触电阻,栅极金属与氧化铟锡的过孔接触电阻小于源/漏层金属与氧化铟锡的过孔接触电阻。为了降低钼/铝/钼与氧化铟锡连接过孔的接触电阻,过孔面积尽可能最大化,采用长方形过孔优于正方形过孔,多小过孔优于单大孔设计,同时优化过孔刻蚀工艺,减少过孔内顶层钼的损失。     

过孔刻蚀工艺优化对过孔尺寸减小的研究

为了适应TFT-LCD小型化与窄边框化以及在面板布线精细化的趋势,提高工艺设计富裕量以及增加面板的实际利用率,之前做过钝化层沉积工艺优化来减小液晶面板阵列工艺中连接像素电极与漏极的过孔尺寸的研究。本文在此基础上进行过孔刻蚀工艺的优化,从而最终达到进一步减小过孔尺寸实现TFT-LCD小型化与窄边框化的趋势。通过设计实验考察了影响过孔大小刻蚀主要影响因素(功率、压强、气体比率、刻蚀速率选择比)。实验结果表明,在薄膜沉积优化的基础上可使过孔的尺寸再降低10%~20%。对其进行了良率检测与工艺稳定性评价,最终获得了过孔尺寸减小的方案,并成功导入到产品生产中,从而提高了产品品质。     

高速PCB设计中的过孔研究

高速PCB已经成为数字系统设计中的主流设计,而过孔设计又是其中一个重要因素。文中分析讨论了高速PCB设计中的过孔问题,提出了过孔设计的几个原则,并给出了一些相应的仿真结果。     

PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化

在多层PCB布线中,过孔和电容是常见的不连续结构。信号线在不同平面间转换传输路径时,过孔与回流层之间的寄生电容与寄生电感将引起信号完整性的相关问题;而常用的传输线上的AC耦合电容等,引入了阻抗突变的结构,由此带来了反射等相关问题。通过对多层PCB上的过孔进行建模仿真,研究不同变量对过孔性能的影响趋势,以协助信号完整性问题的分析;通过对电容阻抗突变处进行不同形式的补偿,仿真和测试结果相验证,得到提高信号传输质量的解决方案。     

钝化层沉积工艺对过孔尺寸减小的研究

为了适应TFT-LCD小型化与窄边框化以及在面板布线精细化的趋势,提高工艺设计富裕量以及增加面板的实际利用率,研究了通过改变钝化层(PVX)的沉积工艺来减小液晶面板阵列工艺中连接像素电极与漏极的过孔(VIA)尺寸的方案,通过设计实验考察了影响过孔大小的钝化层的主要影响因素(黑点、倒角、顶层钝化层沉积厚度,顶层钝化层沉积压力),得出了在不改变原有刻蚀方式基础之上使过孔的尺寸降低20%～30%的优化方案,并对其进行了电学性能评价(Ion:开态电流、Ioff:关态电流、Vth:阈值电压、Mobility:迁移率),从而获得了较佳的减小过孔尺寸的方案,提高了产品品质。     

高速PCB过孔设计

高速PCB已经成为数字系统设计中的主流设计,而过孔设计又是其中一个重要因素。本文分析讨论了高速PCB设计中的过孔问题,提出了过孔设计的几个原则,并给出了一些相应的仿真结果。     

FPGA核心控制板的PCB散热设计

随着 SMT 技术的快速发展,FPGA 核心控制板上的元器件不断微型化,PCB 板元件布局、布线越来越密集,加上系统复杂度和时钟频率的提升,整个系统的功耗随之增加。因此,为保证系统运行的稳定性与可靠性,PCB 散热设计尤为重要。本文从分析 FPGA 核心控制板的 PCB 存在的散热问题入手,基于 Altium Designer Summer 09 的 PCB 设计平台,对 FPGA 核心控制板的供电电源、控制芯片进行散热处理,以及过孔散热和敷铜散热措施,保证 PCB 板的散热性能。     

高速多层PCB板中过孔的建模、仿真及分析

利用Hyperlynx软件对高速PCB板中所应用到的过孔进行建模与仿真,分析了过孔对流经其上信号的影响,并给出了改进、优化过孔的方法。仿真结果表明,在要求线上信号完整性高的情况下,使用过孔方式连接的电路得到了改善和优化。     

高速混合PCB 过孔设计

讨论了一种新型的PCB 设计技术,微波板（PTFE）和低频板（FR4）混压构成PCB 多层板,这种高度集成实现了系统的小型化、轻型化。在微波低频混合PCB 多层板设计中,过孔的设计成为影响高速PCB 板信号完整性的一大关键性因素,文中对混合PCB 多层板设计中所存在的过孔EMI 问题进行了系统的设计分析,当信号在混合PCB 多层板层间传输时,实现宽带、低插损、低驻波。     

SerDes链路中的过孔设计

随着SerDes链路信号传输速率的提升,PCB复杂度增加,信号越高走线和过孔设计对其正确传输的影响就越大,因此走线和过孔设计的研究就越发重要。文章通过搭建SerDes链路四级过孔走线模型,通过仿真得出,过孔的引入导致SerDes链路阻抗突变,码间串扰严重,设计中应尽量避免过孔的使用,如无法避免可以采用背钻和消盘处理,在一定范围内提高SerDes链路阻抗一致性,提升信号质量。     

PCB过孔全介绍

过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30％到40％。简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看,过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接;二是用作器件的固定或定位。     

微过孔技术的组装问题

由于对低成本、高密度PCB的需求越来越强烈，微过孔技术也就显得更为重要了。形态因素的要求迫使缩小元件间距，这样才能形成微型盲导通孔的焊盘。而盲孔可提高有效布局，其在制造商和板子组装厂家在制造方面展开了一系列的竞争。传统的焊盘中的通孔（VIP）组装的主要问题之一是焊点中会产生孔洞。在再流过程中，微过孔中截留的气体不能排除时，就会产生孔洞。本文主要论述不同微过孔结构及其对组装工艺的影响。设计了一个实验（DOE），以便了解通孔尺寸、通孔位置、通孔类型和其它工艺参数的影响。此外，还对其它关键系数的影响，如像印制电路板（PCB）表面涂层和焊膏沉积进行了检测。为减少孔洞而优化再流参数。为了对结果进行量化评估，使用自动X射线检测（AXI）系统记录形成孔洞的数据。实施横剖面以便对X射线检验结果进行确认。传统狗骨形和插入式微过孔的数据用作为评估新的微过孔设计的基线。除了传统的微过孔结构外，还论述了填充的微过孔和倒置的微过孔的组装结果。     

高速BGA封装与PCB差分互连结构的设计与优化

随着电子系统通信速率的不断提升,BGA封装与PCB互连区域的信号完整性问题越来越突出。针对高速BGA封装与PCB差分互连结构进行设计与优化,着重分析封装与PCB互连区域差分布线方式,信号布局方式,信号孔/地孔比,布线层与过孔残桩这四个方面对高速差分信号传输性能和串扰的具体影响。利用全波电磁场仿真软件CST建立3D仿真模型,最后时频域仿真验证了所述的优化方法能够有效改善高速差分信号传输性能,减小信号间串扰,实现更好的信号隔离。     

高速PCB的过孔设计

在高速设计中，过孔设计是一个重要因素，它由孔，孔周围的焊盘区和POWER层隔离区组成，通常分为盲孔，埋孔和通孔三类，在PCB设计过程中通过对过孔的寄生电容和寄生电感分析，总结出高速PCB过孔设计中的一些注意事项。     

高速PCB过孔设计研究进展

传输线连续性问题已成为当今高速数字电路设计的重点,尤其是多层PCB中大量使用的过孔结构。随频率的增加和上升时间的缩短,过孔阻抗不连续以及寄生电容、电感会引起信号反射和衰减,并进一步导致信号完整性（SI）问题。综述了高速电路中单端和差分过孔的孔径、孔长度等设计参数对阻抗连续性和S参数的影响,并介绍了三种提高过孔信号传输质量的方法,包括避免多余短柱、非穿导技术以及为过孔信号提供返回路径。本文能够为高速数字电路设计者进行过孔信号完整性判定提供参考。     

过孔阻抗控制及其对信号完整性的影响

传输线的连续性问题是高速数字电路设计的重点,尤其是高速多层PCB中的过孔结构。随频率的增加和上升时间的缩短,过孔阻抗不连续、寄生电容和电感会引起信号反射和衰减,并导致信号完整性问题。本研究采用矢量网络分析仪研究了单端微带线上过孔孔径、焊盘、反焊盘大小对阻抗连续性的影响,并通过为过孔信号提供返回路径,提高了过孔阻抗连续性与信号完整性。     

采用轴对称二维有限元法提取过孔分布电容

采用简便的两维轴对称有限元法分析了四层印制电路板的过孔电容。将极坐标形式的拉普拉斯方程变换成直角坐标形式,避免了复杂的椭圆积分。将过孔的电容分层处理,分析了过孔的高度、半径、焊盘半径等参数对过孔电容的影响。与有限元分析软件ANSYS进行了对比,计算结果基本一致。此方法可用于任意层复杂印制电路板过孔电容的提取,所得结论有助于过孔的等效电路建模以及高速PCB的信号完整性分析。     

高分辨率显示用小孔设计技术

为了满足市场对显示产品高分辨率的要求,需要从产品的设计和工艺各个方面进行优化,其中过孔尺寸和线宽两个因素对阵列基板分辨率影响最大,本文通过相移掩模技术可以实现对过孔尺寸的精确控制,通过在普通过孔上增加一定厚度和透过率的相移层,并对各种参数下过孔的光透过率进行模拟分析,可以获得不同相移层参数对过孔特性的影响,最后提出一种可以获得稳定微小过孔的方法。结果表明,通过对相移层透过率和宽度的控制,可以获得对曝光光强不敏感的稳定微小过孔,曝光量增大一倍乃至数倍的过程中,过孔尺寸始终保持稳定,提高了工艺容忍度。对于模拟中过孔尺寸可以小于设备的4μm分辨极限。通过减小过孔尺寸,可以有效提升TFT显示产品的开口率,实现产品对高分辨率的要求。     

印刷电路板的过孔

过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30％到40％。简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔（blind via）、埋孔（buried via）和通孔（through vial。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表而，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率（孔径）。