Durante el proceso de reflujo de PCB, Los circuitos de alta velocidad o alta densidad suelen tener defectos de soldadura., especialmente en los tres aspectos de la interconexión de chips, corte de cobre y vía trozo/salto. Estos problemas pueden provocar soldadura en frío., degradación de la integridad de la señal o falla del producto. El siguiente es un análisis detallado de estos tres problemas.:

1. Problemas de reflujo causados ​​por la interconexión de chips

Para dispositivos digitales, su resistencia de entrada de pin puede considerarse infinita, lo que equivale a un circuito abierto (yo = 0 en la figura siguiente). De hecho, la corriente del bucle es generada por la capacitancia distribuida y la inductancia distribuida generada por el chip, fuente de alimentación y plano de tierra. devolver. A continuación se toma el circuito de salida del colector como circuito interno de la señal de salida como ejemplo para el análisis..

1.1 El extremo de transmisión cambia de nivel bajo a nivel alto. Cuando la señal de salida cambia de nivel bajo a nivel alto, Es equivalente a que el pin de salida envíe una corriente a la línea de transmisión.. Porque la resistencia de entrada es infinita., Creemos que para el chip., no fluye corriente desde la pata del tubo de entrada, entonces, esto La corriente debe regresar al pin de alimentación del chip de salida..

①La traza de la señal está cerca del plano de potencia..
El extremo del variador carga la línea de transmisión formada por el rastro de la señal., El plano de potencia y la carga terminal., y la corriente ingresa al dispositivo desde el pin de fuente de alimentación del variador y fluye desde el extremo de salida del variador hasta el extremo de carga;
La corriente de retorno transitoria de alta frecuencia fluye de regreso al terminal de salida del controlador en el plano de potencia debajo de la traza de la señal., y la corriente de retorno pasa directamente a través del plano de potencia, ingresa al controlador desde el pin de alimentación del controlador, y forma un bucle actual.

②El enrutamiento de la señal está cerca del plano de tierra..
El conductor carga la línea de transmisión formada por el rastro de la señal., El plano de potencia y la carga terminal., y la corriente ingresa al dispositivo desde el pin de alimentación del controlador y fluye desde el extremo de salida del controlador hasta el extremo de carga;

La corriente de retorno transitoria de alta frecuencia fluye de regreso al extremo de salida del controlador en el plano de tierra debajo de la traza de la señal.. La corriente de retorno debe utilizar el condensador de acoplamiento entre el plano de potencia y el plano de tierra en el extremo de salida del controlador para cruzar desde el plano de tierra al plano de potencia., y luego desde el controlador. El pin de fuente de alimentación del ingresa al controlador para formar un bucle de corriente..

1.2 El extremo de transmisión cambia del nivel alto al nivel bajo., que es equivalente al pin de salida que absorbe corriente en la línea de transmisión.

① La traza de la señal está cerca del plano de potencia..
La carga descarga la línea de transmisión formada por la traza de la señal., el plano de potencia y el terminal de salida del controlador. La corriente ingresa al dispositivo desde el pin de salida del controlador., sale del pin de tierra del conductor, entra en el plano de tierra, y pasa a través de la fuente de alimentación cerca del pin de tierra del controlador. Los condensadores de acoplamiento del plano y del plano de tierra cruzan al plano de potencia y regresan al extremo de carga.; La corriente de retorno transitoria de alta frecuencia fluye de regreso al extremo de la carga en el plano de potencia debajo de las trazas de la señal., formando un bucle actual.

② El enrutamiento de la señal está cerca del plano de tierra..
La carga descarga la línea de transmisión formada por la traza de la señal., el plano de potencia y el terminal de salida del controlador, y la corriente ingresa al dispositivo desde el pin de salida del controlador, sale del pin de tierra del controlador, entra en el plano de tierra, y regresa al final de la carga; corriente de retorno transitoria de alta frecuencia Regreso al extremo de la carga en el plano de tierra debajo de la traza de la señal, formando un bucle actual.

Cerca del pin de salida y del pin de tierra del controlador, El condensador de acoplamiento entre el plano de potencia y el plano de tierra debe colocarse para proporcionar una ruta de retorno para la corriente de retorno.. De lo contrario, la corriente de retorno encontrará la ruta de acoplamiento más cercana entre el plano de potencia y el plano de tierra para el flujo de retorno ( Hace que el camino de retorno sea difícil de predecir y controlar., provocando interferencias con otras trazas).

2. Soluciones a los problemas de reflujo causados ​​por el corte con revestimiento de cobre.

El plano de tierra y el plano de potencia pueden reducir la pérdida de voltaje causada por la resistencia.. Como se muestra en la figura, la corriente del circuito regresa a través del suelo. Debido a la existencia de la resistencia R1, Es probable que se produzca una caída de tensión en puntos 1 y 2. Cuanto mayor sea la resistencia, cuanto mayor sea la caída de voltaje, causando inconsistencias en el nivel del suelo. Si hay una capa de tierra, puede ser Se considera una línea de señal con un ancho de línea infinito y baja resistencia.. La corriente del circuito siempre fluye a través de la capa de tierra más cercana a la señal.. Cuando hay más de una capa en el suelo, si la señal está entre dos planos de tierra y los dos son exactamente iguales, la corriente del bucle pasará por los dos planos por igual.

2.1. Bajo la condición de diseño y cableado localizados., El plano de tierra digital y el plano de tierra analógico comparten el mismo plano revestido de cobre., eso es, La tierra digital y la tierra analógica no se distinguen., Y el ruido del circuito digital en sí no aportará nada adicional al sistema de circuito analógico.. Ruido.

2.2. En el sistema de circuito mixto digital y analógico., La ubicación común de la tierra digital y la tierra analógica se selecciona fuera de la placa., eso es, los dos planos de cobre son completamente independientes, para que la línea de señal entre el circuito digital y el circuito analógico no tenga las características de la línea de transmisión, lo que trae al sistema serios problemas de integridad de la señal. El circuito digital y el circuito analógico utilizan el mismo sistema de alimentación., y el plano de tierra no está dividido. En el diseño del sistema de circuito mixto digital y analógico., sobre la base de un diseño modular y un cableado localizado, el módulo de circuito digital y el módulo de circuito analógico comparten uno completo. El plano de referencia de voltaje indiviso no solo no aumenta la interferencia de los circuitos digitales a los circuitos analógicos., pero también elimina el problema de la línea de señal. «canal cruzado», Lo que puede reducir en gran medida la diafonía entre las señales y el ruido de rebote del sistema., y mejorar Se mejora la precisión del circuito analógico frontal.

3 Soluciones al problema de reflujo causado por las vías.

En el cableado de señal de la placa impresa., si es un tablero multicapa, Se deben cambiar muchas señales para completar la tarea de conexión.. En este momento, Se utiliza una gran cantidad de vías.. Hay dos efectos de las vías en el reflujo.: uno es vias Se forma una zanja para bloquear el reflujo, y el segundo es el flujo de la capa de salto de reflujo causado por el orificio de paso.

3.1. Trincheras formadas por vías
En el cableado de señal de la placa impresa., si es un tablero multicapa, Se deben cambiar muchas señales para completar la tarea de conexión.. En este momento, Se utiliza una gran cantidad de vías.. Si las vías están dispuestas densamente en el plano de potencia o de tierra, A veces habrá muchas vías conectadas en una sola pieza., formando un llamado surco, como se muestra en la figura. En primer lugar, Deberíamos analizar esta situación para ver si el reflujo necesita pasar por la trinchera.. Si el reflujo de la señal no necesita pasar a través de la trinchera, no obstaculizará el reflujo. Si el circuito de bucle debe pasar por alto esta ranura y regresar, el efecto de antena formado aumentará drásticamente, causando interferencias a las señales circundantes. Generalmente, después de que se generan los datos del recubrimiento, Podemos ajustar los lugares donde las vías son demasiado densas y se forman las trincheras., de modo que quede una cierta distancia entre las vías.

3.2. Fenómeno de salto de capa formado por vías.
A continuación tomamos el tablero de seis capas como ejemplo para el análisis.. El tablero de seis capas tiene dos capas de revestimiento., la segunda capa es la capa base, y la quinta capa es la capa de poder. Por lo tanto, el reflujo de señal de la capa superficial y la tercera capa se encuentra principalmente en la capa terrestre; el reflujo de la capa inferior y la cuarta capa se produce principalmente en la capa de energía. Hay seis posibilidades para el cableado por capas.: capa superficial <—–> tercera capa, capa superficial <—–> cuarta capa, capa superficial <—–> capa inferior, tercera capa <— –>la cuarta capa, la tercera capa <—–> la capa inferior, la cuarta capa <—–> la capa inferior, Estas seis situaciones posibles se pueden dividir en dos categorías según la situación actual del bucle.: Si la corriente del circuito fluye en la misma capa y en diferentes capas, eso es, si hay un fenómeno de salto de capa.

A. La corriente de bucle que fluye en la misma capa incluye la capa superficial. <—–> la tercera capa, y la cuarta capa <—–> la capa inferior, como se muestra en la figura. En este caso, la corriente del bucle fluye en la misma capa. Sin embargo, según el principio de inducción electrostática, La intensidad del campo eléctrico interno de un conductor completo en un campo eléctrico es cero., y todas las corrientes fluyen sobre la superficie del conductor.. El plano de tierra y la fuente de alimentación El avión es en realidad un conductor de este tipo.. Las vías que utilizamos son todas a través de agujeros.. Los orificios que quedan cuando estas vías pasan a través de la fuente de alimentación y el plano de tierra permiten el flujo de corriente en las superficies superior e inferior de la capa de recubrimiento.. Por lo tanto, el camino de retorno de estas líneas de señal es muy bueno. , No es necesario tomar medidas para mejorar..

B. La situación en la que la corriente del bucle fluye en diferentes capas incluye la capa superficial <—–> la cuarta capa, la capa superficial <—–> la capa inferior, la tercera capa <—–> la cuarta capa, y la tercera capa. Capa<—–>capa inferior. Tomemos la capa superficial. <—–> capa inferior y la tercera capa <—–> cuarta capa como ejemplos para analizar la situación de reflujo. Las señales con fenómeno de salto de capa necesitan agregar algunos condensadores de derivación cerca del área densa de las vías., generalmente condensadores de chip magnético de 0,1 uf, para proporcionar un camino de regreso.