Durante o processo de refluxo do PCB, circuitos de alta velocidade ou alta densidade geralmente apresentam defeitos de soldagem, especialmente nos três aspectos da interconexão de chips, corte de cobre e via stub/salto. Esses problemas podem levar à soldagem a frio, degradação da integridade do sinal ou falha do produto. A seguir está uma análise detalhada desses três problemas:

1. Problemas de refluxo causados ​​pela interconexão de chips

Para dispositivos digitais, sua resistência de entrada do pino pode ser considerada infinita, o que equivale a um circuito aberto (eu = 0 na figura abaixo). Na verdade, a corrente de loop é gerada pela capacitância distribuída e pela indutância distribuída gerada pelo chip, fonte de alimentação e plano de aterramento. retornar. A seguir, o circuito de saída do coletor é o circuito interno do sinal de saída como exemplo para análise.

1.1 A extremidade da unidade muda de nível baixo para nível alto. Quando o sinal de saída muda de nível baixo para nível alto, é equivalente ao pino de saída emitindo uma corrente para a linha de transmissão. Porque a resistência de entrada é infinita, pensamos que para o chip, nenhuma corrente flui da perna do tubo de entrada, então, esta A corrente deve retornar ao pino de alimentação do chip de saída.

①O rastreamento do sinal está próximo ao plano de potência.
A extremidade do drive carrega a linha de transmissão formada pelo traço do sinal, o plano de potência e a carga terminal, e a corrente entra no dispositivo a partir do pino da fonte de alimentação da unidade e flui da extremidade de saída da unidade para a extremidade de carga;
A corrente de retorno transitória de alta frequência flui de volta para o terminal de saída do driver no plano de potência abaixo do traço do sinal, e a corrente de retorno passa diretamente pelo plano de potência, entra no driver a partir do pino de alimentação do driver, e forma um loop de corrente.

②O roteamento do sinal está próximo ao plano de terra.
O driver carrega a linha de transmissão formada pelo traço do sinal, o plano de potência e a carga terminal, e a corrente entra no dispositivo a partir do pino de alimentação do driver e flui da extremidade de saída do driver para a extremidade de carga;

A corrente de retorno transitória de alta frequência flui de volta para a extremidade de saída do driver no plano de aterramento abaixo do traço do sinal. A corrente de retorno deve usar o capacitor de acoplamento entre o plano de potência e o plano de terra na extremidade de saída do driver para cruzar do plano de terra para o plano de potência, e então do driver O pino da fonte de alimentação entra no driver para formar um loop de corrente.

1.2 A extremidade da unidade muda de nível alto para nível baixo, que é equivalente à corrente de absorção do pino de saída na linha de transmissão.

① O traço do sinal está próximo ao plano de potência.
A carga descarrega a linha de transmissão formada pelo traço do sinal, o plano de potência e o terminal de saída do driver. A corrente entra no dispositivo a partir do pino de saída do driver, flui do pino terra do driver, entra no plano terrestre, e passa pela fonte de alimentação perto do pino terra do driver. Os capacitores de acoplamento do plano e do plano terra cruzam para o plano de potência e retornam para a extremidade da carga; a corrente de retorno transitória de alta frequência flui de volta para a extremidade da carga no plano de potência abaixo dos traços do sinal, formando um loop de corrente.

② O roteamento do sinal está próximo ao plano de terra.
A carga descarrega a linha de transmissão formada pelo traço do sinal, o plano de potência e o terminal de saída do driver, e a corrente entra no dispositivo a partir do pino de saída do driver, flui para fora do pino terra do driver, entra no plano terrestre, e retorna ao final da carga; corrente de retorno transitória de alta frequência Retorne à extremidade da carga no plano de terra abaixo do traço do sinal, formando um loop de corrente.

Perto do pino de saída e pino de aterramento do driver, o capacitor de acoplamento entre o plano de potência e o plano de terra deve ser colocado para fornecer um caminho de retorno para a corrente de retorno. De outra forma, a corrente de retorno encontrará o caminho de acoplamento mais próximo entre o plano de potência e o plano de terra para o fluxo de retorno ( Torna o caminho de retorno difícil de prever e controlar, causando crosstalk para outros traços).

2. Soluções para problemas de refluxo causados ​​pelo corte revestido de cobre

O plano de aterramento e o plano de potência podem reduzir a perda de tensão causada pela resistência. Como mostrado na figura, a corrente do loop flui de volta através do solo. Devido à existência do resistor R1, uma queda de tensão certamente ocorrerá em pontos 1 e 2. Quanto maior a resistência, quanto maior for a queda de tensão, causando inconsistências no nível do solo. Se houver uma camada de solo, pode ser É considerada uma linha de sinal com largura de linha infinita e baixa resistência. A corrente do loop sempre flui através da camada de terra mais próxima do sinal. Quando há mais de uma camada no solo, se o sinal estiver entre dois planos de terra e os dois forem exatamente iguais, a corrente do loop passará igualmente pelos dois planos.

2.1. Sob a condição de layout e fiação localizados, o plano de aterramento digital e o plano de aterramento analógico compartilham o mesmo plano revestido de cobre, aquilo é, o aterramento digital e o aterramento analógico não são diferenciados, e o ruído do circuito digital em si não trará nenhum acréscimo ao sistema de circuito analógico. Barulho.

2.2. No sistema de circuito misto digital e analógico, a localização comum do aterramento digital e do aterramento analógico é selecionada fora da placa, aquilo é, os dois planos de cobre são completamente independentes, de modo que a linha de sinal entre o circuito digital e o circuito analógico não tenha as características da linha de transmissão, o que traz ao sistema sérios problemas de integridade do sinal. O circuito digital e o circuito analógico usam o mesmo sistema de energia, e o plano terrestre não está dividido. No projeto do sistema de circuito misto digital e analógico, com base em layout modular e fiação localizada, o módulo de circuito digital e o módulo de circuito analógico compartilham um módulo completo. O plano de referência de tensão indiviso não apenas não aumenta a interferência dos circuitos digitais nos circuitos analógicos, mas também elimina o problema da linha de sinal “canal cruzado”, o que pode reduzir significativamente a diafonia entre os sinais e o ruído de salto de terra do sistema, e melhorar A precisão do circuito analógico frontal é melhorada.

3 Soluções para o problema de refluxo causado por vias

Na fiação de sinal da placa impressa, se for uma placa multicamadas, muitos sinais devem ser alterados para completar a tarefa de conexão. Neste momento, um grande número de vias é usado. Existem dois efeitos das vias no refluxo: uma é a via. Uma trincheira é formada para bloquear o refluxo, e o segundo é o fluxo da camada de salto de refluxo causado pelo orifício de passagem.

3.1. Trincheiras formadas por vias
Na fiação de sinal da placa impressa, se for uma placa multicamadas, muitos sinais devem ser alterados para completar a tarefa de conexão. Neste momento, um grande número de vias é usado. Se as vias estiverem densamente dispostas no plano de potência ou terra, às vezes haverá muitas vias conectadas em uma só peça, formando um chamado sulco, como mostrado na figura. Em primeiro lugar, devemos analisar esta situação para ver se o refluxo precisa passar pela vala. Se o refluxo do sinal não precisar passar pela vala, não impedirá o refluxo. Se o circuito de loop ignorar esta ranhura e retornar, o efeito de antena formado aumentará acentuadamente, causando interferência nos sinais circundantes. Geralmente, depois que os dados de revestimento são gerados, podemos ajustar os locais onde as vias são muito densas e as trincheiras são formadas, para que seja deixada uma certa distância entre as vias.

3.2. Fenômeno de salto de camada formado por vias
Abaixo tomamos a placa de seis camadas como exemplo para análise. A placa de seis camadas possui duas camadas de revestimento, a segunda camada é a camada do solo, e a quinta camada é a camada de energia. Portanto, o refluxo do sinal da camada superficial e da terceira camada ocorre principalmente na camada terrestre; o refluxo da camada inferior e da quarta camada ocorre principalmente na camada de energia. Existem seis possibilidades para fiação em camadas: camada superficial <—–> terceira camada, camada superficial <—–> quarta camada, camada superficial <—–> camada inferior, terceira camada <— –>A quarta camada, a terceira camada <—–> a camada inferior, a quarta camada <—–> a camada inferior, estas seis situações possíveis podem ser divididas em duas categorias de acordo com a situação atual do loop: Se a corrente do loop flui na mesma camada e em camadas diferentes, aquilo é, se existe um fenômeno de salto de camada.

UM. A corrente de loop que flui na mesma camada inclui a camada superficial <—–> a terceira camada, e a quarta camada <—–> a camada inferior, como mostrado na figura. Nesse caso, a corrente do loop flui na mesma camada. No entanto, de acordo com o princípio da indução eletrostática, a intensidade do campo elétrico interno de um condutor completo em um campo elétrico é zero, e todas as correntes fluem na superfície do condutor. O plano de aterramento e a fonte de alimentação O plano é na verdade um condutor. As vias que usamos são todas através de furos. Os furos deixados quando essas vias passam pela fonte de alimentação e pelo plano de aterramento permitem o fluxo de corrente nas superfícies superior e inferior da camada de revestimento.. Portanto, o caminho de retorno dessas linhas de sinal é muito bom. , Não há necessidade de tomar medidas para melhorar.

B. A situação em que a corrente do circuito flui em diferentes camadas inclui a camada superficial <—–> a quarta camada, a camada superficial <—–> a camada inferior, a terceira camada <—–> a quarta camada, e a terceira camada. Camada<—–>Camada inferior. Vamos pegar a camada superficial <—–> camada inferior e a terceira camada <—–> quarta camada como exemplos para analisar a situação de refluxo. Sinais com fenômeno de salto de camada precisam adicionar alguns capacitores de bypass próximos à área densa de vias, geralmente capacitores de chip magnético de 0,1uf, para fornecer um caminho de retorno.