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電路板設計精選(九篇)

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電路板設計

第1篇:電路板設計范文

隨著IC輸出開關速度的提高,不管信號周期如何,幾乎所有設計都遇到了信號完整性問題。即使過去你沒有遇到SI問題,但是隨著電路工作頻率的提高,今后一定會遇到信號完整性問題。

信號完整性問題主要指信號的過沖和阻尼振蕩現象,它們主要是IC驅動幅度和跳變時間的函數。也就是說,即使布線拓撲結構沒有變化,只要芯片速度變得足夠快,現有設計也將處于臨界狀態或者停止工作。我們用兩個實例來說明信號完整性設計是不可避免的。

在通信領域,前沿的電信公司正為語音和數據交換生產高速電路板(高于500MHz),此時成本并不特別重要,因而可以盡量采用多層板。這樣的電路板可以實現充分接地并容易構成電源回路,也可以根據需要采用大量離散的端接器件,但是設計必須正確,不能處于臨界狀態。

SI和EMC專家在布線之前要進行仿真和計算,然后,電路板設計就可以遵循一系列非常嚴格的設計規則,在有疑問的地方,可以增加端接器件,從而獲得盡可能多的SI安全裕量。電路板實際工作過程中,總會出現一些問題,為此,通過采用可控阻抗端接線,可以避免出現SI問題。簡而言之,超標準設計可以解決SI問題。

下面介紹設計過程通用的SI設計準則。

2設計前的準備工作

在設計開始之前,必須先行思考并確定設計策略,這樣才能指導諸如元器件的選擇、工藝選擇和電路板生產成本控制等工作。就SI而言,要預先進行調研以形成規劃或者設計準則,從而確保設計結果不出現明顯的SI問題、串擾或者時序問題。有些設計準則可以由IC制造商提供,然而,芯片供貨商提供的準則(或者你自己設計的準則)存在一定的局限性,按照這樣的準則可能根本設計不了滿足SI要求的電路板。如果設計規則很容易,也就不需要設計工程師了。

在實際布線之前,首先要解決下列問題,在多數情況下,這些問題會影響你正在設計(或者正在考慮設計)的電路板,如果電路板的數量很大,這項工作就是有價值的。

3電路板的層疊

某些項目組對PCB層數的確定有很大的自,而另外一些項目組卻沒有這種自,因此,了解你所處的位置很重要。與制造和成本分析工程師交流可以確定電路板的層疊誤差,這時還是發現電路板制造公差的良機。比如,如果你指定某一層是50Ω阻抗控制,制造商怎樣測量并確保這個數值呢?

其它的重要問題包括︰預期的制造公差是多少?在電路板上預期的絕緣常數是多少?線寬和間距的允許誤差是多少?接地層和信號層的厚度和間距的允許誤差是多少?所有這些信息可以在預布線階段使用。

根據上述數據,你就可以選擇層疊了。注意,幾乎每一個插入其它電路板或者背板的PCB都有厚度要求,而且多數電路板制造商對其可制造的不同類型的層有固定的厚度要求,這將會極大地約束最終層疊的數目。你可能很想與制造商緊密合作來定義層疊的數目。應該采用阻抗控制工具為不同層生成目標阻抗范圍,務必要考慮到制造商提供的制造允許誤差和鄰近布線的影響。

在信號完整的理想情況下,所有高速節點應該布線在阻抗控制內層(例如帶狀線),但是實際上,工程師必須經常使用外層進行所有或者部分高速節點的布線。要使SI最佳并保持電路板去耦,就應該盡可能將接地層/電源層成對布放。如果只能有一對接地層/電源層,你就只有將就了。如果根本就沒有電源層,根據定義你可能會遇到SI問題。你還可能遇到這樣的情況,即在未定義信號的返回通路之前很難仿真或者仿真電路板的性能。

4串擾和阻抗控制

來自鄰近信號線的耦合將導致串擾并改變信號線的阻抗。相鄰平行信號線的耦合分析可能決定信號線之間或者各類信號線之間的“安全”或預期間距(或者平行布線長度)。比如,欲將時鐘到數據信號節點的串擾限制在100mV以內,卻要信號走線保持平行,你就可以通過計算或仿真,找到在任何給定布線層上信號之間的最小允許間距。同時,如果設計中包含阻抗重要的節點(或者是時鐘或者專用高速內存架構),你就必須將布線放置在一層(或若干層)上以得到想要的阻抗。

5重要的高速節點

延遲和時滯是時鐘布線必須考慮的關鍵因素。因為時序要求嚴格,這種節點通常必須采用端接器件才能達到最佳SI質量。要預先確定這些節點,同時將調節元器件放置和布線所需要的時間加以計劃,以便調整信號完整性設計的指針。

6技術選擇

不同的驅動技術適于不同的任務。信號是點對點的還是一點對多抽頭的?信號是從電路板輸出還是留在相同的電路板上?允許的時滯和噪聲裕量是多少?作為信號完整性設計的通用準則,轉換速度越慢,信號完整性越好。50MHZ時鐘采用500PS上升時間是沒有理由的。一個2-3NS的擺率控制器件速度要足夠快,才能保證SI的品質,并有助于解決象輸出同步交換(SSO)和電磁兼容(EMC)等問題。

在新型FPGA可編程技術或者用戶定義ASIC中,可以找到驅動技術的優越性。采用這些定制(或者半定制)器件,你就有很大的余地選定驅動幅度和速度。設計初期,要滿足FPGA(或ASIC)設計時間的要求并確定恰當的輸出選擇,如果可能的話,還要包括引腳選擇。

在這個設計階段,要從IC供貨商那里獲得合適的仿真模型。為了有效的覆蓋SI仿真,你將需要一個SI仿真程序和相應的仿真模型(可能是IBIS模型)。

最后,在預布線和布線階段你應該建立一系列設計指南,它們包括:目標層阻抗、布線間距、傾向采用的器件工藝、重要節點拓撲和端接規劃。

7預布線階段

預布線SI規劃的基本過程是首先定義輸入參數范圍(驅動幅度、阻抗、跟蹤速度)和可能的拓撲范圍(最小/最大長度、短線長度等),然后運行每一個可能的仿真組合,分析時序和SI仿真結果,最后找到可以接受的數值范圍。

接著,將工作范圍解釋為PCB布線的布線約束條件。可以采用不同軟件工具執行這種類型的“清掃”準備工作,布線程序能夠自動處理這類布線約束條件。對多數用戶而言,時序信息實際上比SI結果更為重要,互連仿真的結果可以改變布線,從而調整信號通路的時序。

在其它應用中,這個過程可以用來確定與系統時序指針不兼容的引腳或者器件的布局。此時,有可能完全確定需要手工布線的節點或者不需要端接的節點。對于可編程器件和ASIC來說,此時還可以調整輸出驅動的選擇,以便改進SI設計或避免采用離散端接器件。

8布線后SI仿真

一般來說,SI設計指導規則很難保證實際布線完成之后不出現SI或時序問題。即使設計是在指南的引導下進行,除非你能夠持續自動檢查設計,否則,根本無法保證設計完全遵守準則,因而難免出現問題。布線后SI仿真檢查將允許有計劃地打破(或者改變)設計規則,但是這只是出于成本考慮或者嚴格的布線要求下所做的必要工作。

9后制造階段

采取上述措施可以確保電路板的SI設計品質,在電路板裝配完成之后,仍然有必要將電路板放在測試平臺上,利用示波器或者TDR(時域反射計)測量,將真實電路板和仿真預期結果進行比較。這些測量數據可以幫助你改進模型和制造參數,以便你在下一次預設計調研工作中做出更佳的(更少的約束條件)決策。

第2篇:電路板設計范文

1.1學習內容分析銅的溶解是中學元素化合物復習中比較簡單的知識,“腐蝕電路板中的銅”這一問題情境,從物質轉化的角度學生可以說出很多種方法,如濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、三氯化鐵、電解、雙氧水􀆺􀆺但這次我們沒有停留在紙上談兵的程度,而是讓學生選擇方案進行實驗,當學生自己實驗時,學生的獨立思考能力和運用所學知識分析問題、解決問題的能力及見解或意識被大大激發了,為學生創設了更大的思考空間和展示個性才華的平臺.1.2學生情況分析學生已經完成了高三元素化合物的一輪復習,基本建構了含有同種元素但具有不同化合價物質的轉化關系,也具備了從類別、氧化還原、水溶液的離子平衡等角度認識物質性質及轉化的基礎.但面對具體問題,在未知角度的前提下,如何分析復雜情境,發現問題,主動使用氧化還原、化學平衡、元素周期律等原理對化學現象進行解釋說明及對實驗方案進行分析、評價和創新的學科能力有待訓練.

2教學目標設計

2.1知識與技能1)基于物質性質,選擇溶解銅的試劑或方法.2)利用氧化還原原理、速率平衡原理預測物質的性質,調控化學反應的發生.3)以刻蝕廢液中FeCl2的電解處理為例,解釋說明電解原理.2.2過程與方法1)通過對電路板刻蝕速率的調控,學會基于科學推理的實驗分析方法,提高分析問題、解決問題的能力.2)通過廢液的處理引導學生更深入地了解運用化學的知識和原理解決地球有限資源再生利用的重要意義,向學生傳遞化學資源環境保護的重要作用.2.3情感態度與價值觀贊賞化學對社會發展的重大貢獻,能運用已有知識和方法綜合分析化學可能對自然帶來的各種影響,引導學生積極參與有關化學問題的討論.

3教學重難點

1)重點:利用氧化還原反應原理來預測物質的性質,調控化學反應的發生.2)難點:電解池的工作原理.

4教學過程設計

環節1課前任務———電路板的制作(去除印好電路的覆銅板上的銅).【課題引入】展示電路板,介紹電路板制作的過程,提供印有線路的覆銅板,請同學們設計實驗方案,除去的銅.【學生活動】拿到任務后,思考、設計實驗方案,寫出需要的試劑、儀器.【教師活動】將學生按所選方案分組:氯化鐵組、雙氧水組、硝酸組、硫酸組、電解組.提供實驗儀器、試劑.(設計意圖:利用所學元素化合物知識解決具體問題———溶解銅,選擇合適的氧化劑或方法,在實施的過程中培養學生主動探索、主動思考、主動實踐的能力以及發現問題、應用知識解決實際問題的能力,突出化學的學科作用.)環節2實驗組匯報展示.【氯化鐵組】介紹試劑選擇的思路———常見氧化劑,闡述FeCl3刻蝕的優點,講述實驗過程,展示成品,反思實驗改進(設計成原電池反應速率還可以更快).【硫酸組】先加熱氧化覆銅板,再浸入硫酸中,灼燒過程中油墨線路被燒,改用濃硫酸后,常溫無明顯變化,加熱后油墨、樹脂基板均被腐蝕,溶液變黑,實驗失敗.【硝酸組】怕反應速率太快,侵蝕電路,因此考慮通過調節硝酸濃度來控制反應速率.先是將35mL蒸餾水與5mL12mol􀅰L-1的濃硝酸混合,放入覆銅板,無明顯變化,然后通過每次加入5mL濃硝酸逐漸調高硝酸濃度,當物質的量濃度為6mol􀅰L-1時,反應速率適中,且始終未見紅棕色氣體產生.找到合適的反應濃度后,重新在通風櫥中完成實驗,耗時約15min,得到產品及藍色溶液.【雙氧水組】雙氧水的氧化性隨酸性增強而增大,通過查閱資料可知,工業用蒸餾水、30%H2O2、濃鹽酸按4∶2∶2混合可以加快反應速率.實驗中按此比例,向燒杯中分別加入40、20、20mL溶液混合,放入覆銅板,溶液變綠,有一定量氣泡逸出,分析原因可能是生成的銅離子催化了雙氧水的自身分解,很快反應速率大大減慢,不得已又加入10mL雙氧水,有少量刺激性氣味氣體產生,可能是氯氣(需要后繼的實驗研究),銅板很快溶解,總耗時約5min,得到產品及綠色溶液.反思1)該方案中雙氧水的原子利用率不高,很多雙氧水都在銅離子催化下自身分解了.2)溶液顯綠色可能是由于銅離子濃度高所致,為驗證猜想,向該綠色溶液中加入蒸餾水,隨蒸餾水的加入溶液變藍色.【電解組】將銅單質溶解即轉化為銅離子,需加入氧化劑,考慮到電解是最強力、方便便宜的氧化還原手段,故選用電解的方案.實驗中用覆銅板作為陽極,石墨作為陰極,稀硫酸(1∶4)作為電解液,將電壓調為6V進行電解,反應初始觀察到陰極有大量氣泡產生,陽極銅板逐漸溶解,并有部分碎屑掉落,像粗銅精煉中掉落的陽極泥,溶液逐漸變藍,開始在陰極有紅色銅析出,反應逐漸停止后,有部分斑駁的銅未溶解,更換夾持位置后又部分溶解,但始終有少量銅未溶解,實驗失敗.反思可能是的樹脂將部分銅板變為“孤島”,變成斷路,反應停止.(設計意圖:在實施實驗方案時,學生會遇到很多意想不到的問題,分析解決問題的過程就是學生運用所學知識的過程,培養了學生主動探索、主動思考、主動實踐的能力,以及發現問題、應用知識解決實際問題的能力,突出化學的學科作用.)環節3質疑討論.【學生提問1】氯化鐵組的溶液為什么是黑色的?【實驗組】所配溶液很濃(將氯化鐵固體溶于濃鹽酸后稀釋,濃度大概有3mol􀅰L-1),顏色是深紅棕色.【學生提問2】電解組電解時,油墨能否保護電路?【實驗組】可以.(展示產品,盡管有銅斑未溶解,但摳除油墨,電路完好.)【教師解釋】電解質溶液導電與金屬導體導電方式不同,電解質溶液與導體必須接觸才能完成得失電子的過程,若金屬表面被絕緣層覆蓋,可以保護銅.【學生提問3】雙氧水組反應后溶液的體積是大于硝酸組的,刻蝕的銅的物質的量應該差不多,應該是雙氧水組的銅離子濃度更小些,溶液綠色是因為銅離子濃度變大嗎?【討論】是不是溫度的原因?是不是有亞銅離子?【教師引導】分析反應過程中的熱變化,回顧降溫前后溶液顏色無明顯變化,亞銅離子在酸性環境下不穩定,會歧化為銅離子和單質.【學生】估計是陰離子的緣故,以前見過硫酸銅晶體和硝酸銅晶體都是藍色的,氯化鐵晶體是綠色的.【教師】展示資料卡片:“氯化銅溶液顏色多變的原因”———[Cu(H2O)4]2++4Cl-⇌[CuCl4]2-+4H2O.【雙氧水組】重新解釋綠色溶液稀釋變藍的原因———平衡移動.【教師提問】電解組未刻蝕完全是因為電流斷路了嗎?【學生討論】甲:應該不會斷路,盡管銅變成“孤島”,但溶液中的離子會起到導體的作用.乙:可能是斷路了吧,畢竟溶液里電阻很大􀆺􀆺圖1【教師引導】為了驗證是否會斷,我們可以做個簡單實驗———展示實驗裝置如圖1,請預測實驗現象.【學生討論】若銅絲上有氣泡,則是通路.【實驗現象】靠近石墨陽極一端的銅絲端有氣泡逸出.【學生解釋說明】溶液中的離子起到導體作用,在電場力作用下定向移動,遇到導體,發生電子得失,導體中電子定向運動.【學生提問】若是將銅絲豎過來呢?【討論】陽極端電勢高,銅絲右側做陰極,有氣泡產生,銅絲左側電勢相對石墨陰極電勢高,做陽極,銅絲溶解,電解一段時間,銅絲右側又會有銅析出.【教師引導】那么我們再來反思一下,電解組沒成功的原因可能是什么呢?【學生】孤島銅可能一邊溶解一邊析出;或者是因為電解池串聯了無數個微小的電解池,電壓總和不變,每處電解池的電壓太小.(設計意圖:通過質疑討論引導學生深刻思考和積極反思,在解決實際問題的過程中超越對具體知識的追求,發展“學科觀念”.)環節4廢液回收處理方案討論.【總結】若你作為總設計師,會選擇哪種刻蝕方案?簡述理由.【學生】氯化鐵組,因為條件簡單,無尾氣、原料無毒、廢液可回收處理.【教師】展示“綠色化學”的設計原則,肯定學生想法.請設計回收處理廢液的流程.(設計意圖:體會化學給生產生活帶來的改變.)

5教學設計特色說明

第3篇:電路板設計范文

【關鍵詞】印制電路板,設計,布線,技巧

中圖分類號:S611文獻標識碼: A

一、前言

近年來隨著科技的發展,電子產業迅速興起。在電子產品中,PCB的布局布線是最重要的。本文主要探討的就是印制電路板設計過程中的布線技巧及一般布線的注意事項。

二、印制電路板的整體布局

整體布局是PCB設計的第一步,合理的布局不但可以增加PCB的視覺美感,

還可以提高產品的電磁兼容水平,一般來說,器件的整體布局應遵循以下原則:

1、圍繞各功能電路的核心元件進行布局,保證各元器件沿同一方向整齊、緊湊排列,易受干擾的元器件不能相鄰布置,以防止信號間耦合;

2、處理敏感信號的元件要遠離電源、大功率器件等,并且不允許敏感信號線穿過大功率器件,熱敏元件應遠離發熱元件,溫度敏感元件宜置于溫度最低的區域;

3、加大具有高電位差元器件之間的距離,防止它們放電而引發短路,并可在無鉛時代減少CAF (Conductive Anodic Filament)發生的可能性。同時,高電壓元器件應盡量布設在調試時手不易觸及的地方,并加以絕緣保護;

4、對于高頻電路,推薦采用鏈布線或星形布線,并且高速數字信號應布置在與地線相鄰的信號層,并且信號線盡可能短;

5、一個過孔會帶來約0.5pF的分布電容,因此,減少過孔數量可顯著提高運行速度。

三、印制電路板設計的布線原則

1、輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線,以免生反饋藕合。

2、印制導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.05mm、寬度為1~15mm時.通過2A的電流,溫度不會高于3℃,因此導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路,尤其是數字電路,通常選O.02~0.3mm導線寬度。當然,只要允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路,尤其是數字電路,只要工藝允許,可使間距小至5~8mm。

3、印制導線拐彎處一般取圓弧形,而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外,盡量避免使用大面積銅箔,否則長時間受熱時,易發生銅箔膨脹和脫落現象。必須用大面積銅箔時,最好用柵格狀,這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熟產生的揮發性氣體。

四、印制電路板的布線技巧分析

PCB的布線是整個設計流程中最為關鍵的環節,布線的是否合理科學,布線時間的長短,線路的是否合理等多方面的因素都會對整個電路的運行狀況有著是否嚴重的影響,因此,做好布線工作,有著重要的經濟意義和安全效益。

1、確定PCB的層數

電路板尺寸和布線層數需要在設計初期確定。布線層的數量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度,實現期望的設計效果。目前多層板之間的成本差別很小,在開始設計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。

2、組件的布局

組件的布局是布線中比較關鍵的環節,布局會受到可制造性設計規則的限制,在裝配單位要求可以元件的移動時候,便于電路的優化組合,便于實施布線的自動化。一般而言,組件的布局要重點關注幾個關鍵點,首先,在電源線的布置過程,在PCB布局中要把電源的退耦電路安排在相關電路附近,避免和電源相近,其次,電路內部的電流方向安排,要堅持按照優先級來進行供電,比如從最后一級到最前面一級的開始供電,一般而言,電源的濾波電容會設計在最后最末尾的一級,最后是對主流電流通道的設計,要在印制導線上設計電流的缺口,方便后續調試和監測。

在組件的布局中,要把穩壓電源安排在單獨的印制板上,當不得不合用時候,要盡力讓電路中的各種元件的布置分開,且不能讓電源和電路的地線相互重合或者是發生共用。

3、扇出設計

在扇出設計階段,表面貼裝器件的每一個引腳至少應有一個過孔,以便在需要更多的連接時,電路板能夠進行內層連接、在線測試和電路再處理。為了使自動布線工具效率最高,一定要盡可能使用最大的過孔尺寸和印制線,間隔設置為50mil較為理想。要采用使布線路徑數最大的過孔類型。經過慎重考慮和預測,電路在線測試的設計可在設計初期進行,在生產過程后期實現。根據布線路徑和電路在線測試來確定過孔扇出類型,電源和接地也會影響到布線和扇出設計。

4、手動布線以及關鍵信號的處理

手動布線是在整個印制板電路設計布線中的重要環節之一。通過手動布線可以讓自動布線工具能更方便更順利的實施自動布線過程,在手動布線中,手動選出網絡,并加以固定,有利于形成自動布線的可靠布線路徑。

在手動布線過程中,要科學對關鍵信號實施布線設計,實施手動布線為主,并采用自動布線工具輔助,在關鍵信號布線完成后,必須要有專業人員進行質量檢測,看各種標準是否符合國家要求。在檢測完成后,可以把已經布置好的線路固定,再實施對剩下的信號布線。

在手動布線中,地線中存在阻抗,使得電路中存在一定的阻抗干擾,故在布線過程中,要謹慎連接帶有地線符號點的連接,否則會產生耦合壞損,電路難以正常運行。

5、自動布線技術

對關鍵信號的布線需要考慮在布線時控制一些電參數,比如減小分布電感等,在了解自動布線工具有哪些輸入參數以及輸入參數對布線的影響后,自動布線的質量在一定程度上得到保證。

在對信號進行自動布線時應該采用通用規則。通過設置限制條件和禁止布線區來限定給定信號所使用的層以及所用到的過孔數量,布線工具就能按照工程師的設計思想來自動布線。在設置好約束條件和應用所創建的規則后,自動布線將會達到與預期相近的結果,在一部分設計完成以后,將其固定下來,以防止受到后邊布線過程的影響。布線次數取決于電路的復雜性和所定義的通用規則的多少。現在的自動布線工具功能非常強大,通常可完成100%的布線。但是,當自動布線工具未完成全部信號布線時,就需對余下的信號進行手動布線。

五、走線的注意事項

1、印刷電路板導線線走線時拐彎一般取斜45度線,直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能。在雙面布線時,兩面的導線應該相互垂直、斜交或彎曲走線,避免相互平行,以減少寄生電容。

2、導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定,一般要求2000V電位差之間線距離應該大于2mm。在布線密度低的情況下,間距應該盡可能的大,通常線間距最好不要低于0.3mm。

3、當使用過孔完成走線的換層時,注意過孔的位置不能放在數字芯片下方。因為這樣會引入不必要的電磁干擾,使元件工作不穩定。

4、元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線方向最好與電路圖走線方向相一致,因為焊接過程中通常需要在焊接面進行各種參數的檢測,故這樣做便于生產中的檢查,調試及檢修。

5、同一級電路的接地點應盡量靠近,并且本級電路的電源濾波電容也應接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發射極的接地點不能離得太遠,否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起干擾與自激,采用這樣“一點接地法”的電路,工作較穩定,不易自激。

六、結束語

以上是對印制電路板設計過程中的布線技巧的分析與探討,在實際操作中,布線是否合理嚴重影響的電子產品的功效,因此施工人員應該本著嚴謹的施工態度、科學的布線技巧進行印制電路板的布線,這樣才能顯示自己的職業素養和專業技能,切實可行地提高人民的生活品質。

參考文獻:

[1]周斌 趙肖運 印制電路板的電磁兼容性設計 中國集成電路-2010年5期

[2]賀寧 印刷電路板設計中的布線布局技巧 科技與生活-2010年11期

第4篇:電路板設計范文

關鍵詞:監控系統;硬件電路板;可靠性

中圖分類號:TN79 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)06-0097-02

常規意義上的監控系統主要有硬件部分以及軟件部分所構成。同時,在現階段的實際工作當中,各種電子裝置與設備監控系統所設置的電路板裝配方式仍然以印刷電路板為主。在印刷電路板的作用之下,電路板負擔著完成電子設備大量應用功能的工作任務。由此,不難發現,即便電路原理圖能夠保障設計的正確與有效,但由于印制電路板設計的誤差,也勢必會對整個電子設備應用的可靠性產生極為不利的影響。從這一角度上來說,電子設備監控系統中硬件電路板的可靠性設計是至關重要的工作內容之一,本文試對其作詳細分析與說明。

1 監控系統硬件可靠性指標

在整個監控系統硬件當中,系統所對應的可靠性指標主要涉及以下幾個方面:

①可靠度以及可靠度函數。可靠度指標主要是指產品在(0,t)時間范圍之內不發生失效反應的概率,而可靠度函數則是建立在既定工作時間、產品故障前運行時間基礎之上的函數關系。

②故障分布函數以及故障密度。故障分布函數主要是指產品在運行條件以及運行時間均表現為恒定狀態下,喪失規定功能的總概率函數,而故障密度所指的則是在t時刻后的一個單位時間內,出現故障產品數與總產品數之間的對應比值。

③失效率函數。該指標主要是指在條件既定狀態下,產品在某時刻后單位時間內出現失效的概率。

④平均壽命指標。對于不可修復的產品而言,該指標是指在產品發生故障之前所對應的工作時間。而對于可修復的產品而言,該指標是指在產品前一次發生故障與本次故障之間的工作時間間隔。

⑤指數分布指標。主要是其壽命的指數分布的服從特征。

2 監控系統硬件電路板的可靠性分析

對于監控系統而言,壽命是衡量硬件電路板可靠性的關鍵指標之一。在現階段的可靠性工程當中,針對監控板而言,比較常見的壽命分布模式可以分為以下幾種類型:二項分布、泊松分布、指數分布、正態分布、對數正態分布。由于監控系統當中的監控板主要是由相關電子元器件所構成的。結合有關電子器件的失效理論可以得出:絕大部分電子設備與裝置的壽命分布呈現出明顯的指數分布狀態,針對于監控系統監控板而言同樣如此。

結合上述分析,在有關監控系統可靠性框圖的構建過程當中,需要結合監控板所運行任務的差異性做出相應的考量,主要可以分為以下兩種情況:首先,從基本任務的角度上來說,整個監控系統所對應的可靠性框圖最為核心的思想在于保障監控系統整體運行的正常與規范。在剔除各種運行故障的基礎之上,確保監控系統功率輸出的正常與有效。其次,從特殊任務的角度上來說,整個監控系統所對應的可靠性框圖最核心的思想在于保障整個監控系統的不停機性。對于監控系統監控板而言,即便當中的一部分出現了運行故障,但仍然需要將整個系統的輸出功率限制在一定的允許范圍當中,可適當允許系統的運行功能有所降低,但需要最大限度的避免因無功率輸出而引發的停運事故。

對于我國而言,現階段針對電子設備所采取的可靠性計算方法可基本概括為:首先對相關電子元器件所對應的失效率數值加以判定,進而計算得出各個模塊分別對應的失效率數值,最后將可靠性框圖當中所涵蓋的模塊所對應失效率進行統計,由此獲取最為精確與全面的可靠性數值。

對于監控系統硬件電路板而言,首先,在有關監控系統硬件電路板分立元器件可靠性的計算過程當中,電阻裝置、電容設備、以及二極管裝置均屬于監控系統硬件電路板中分立元器件的組成部分。以電容裝置為例,其在正常運行狀態下所對應的工作失效率模型可按照如下方式進行構建,如式(1):

失效率(單位:10-6/h)=基本失效率×環境系數×質量系數×電容量系數×串聯電阻系數×種類系數 (1)

在該計算模型當中,相關的失效率及系數取值大小均可通過對電路板所處工作環境的判定,以及相關元器件在出廠狀態下的理論參數來進行判定,最終可計算得出電容器所對應的工作失效率數值。

其次,在有關監控系統硬件各模塊電路的可靠度計算過程當中,首先需要完成對各個模塊當中所涵蓋電路工作失效率數值的計算,進而將所計算得出的電路失效率數值進行匯總處理,得到的是相對于單獨運行模塊而言的失效率。在此基礎之上,通過對可靠度計算公式的應用,即可計算得出監控系統硬件電路板當中相關模塊的可靠度取值情況。

3 監控系統硬件電路板(PCB)設計檢查要點與布

線原則

①根據電子學設計的邊界條件(空間真空環境),對重點發熱元器件在印制電路板的位置和發熱等情況,建立數學模型,進行EDA仿真熱分析,計算元器件、印制板的溫度,檢驗元器件工作溫度范圍是否滿足要求,檢驗元器件的結溫是否滿足降額要求;發熱量大的元器件通過熱管等散熱器件將熱量引出,元器件的散熱途徑(導熱散熱途徑和輻射散熱途徑)是否通暢和連貫,同時,應盡可能使導熱路徑最短;對于熱功耗大的元器件,應在器件下面與電路板接地部分設計熱過孔,填充金屬材料,實現熱傳導功能。

②一般情況下,首先應對電源線和地線進行布線,以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內,盡量加寬電源、地線寬度,它們的關系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3 mm,最細寬度可達0.05~0.07 mm,電源線一般為1.2~2.5 mm。

4 硬件電路板信號完整性設計

在監控系統硬件電路板設計的過程中,對于電路板信號的完整性設計也是影響其可靠性的關鍵因素,因此必須要注重電路板信號完整性的設計。其中應當遵循的準則包括以下幾個方面:

①在進行正式的設計工作之前,必須要對所使用的元器件以及相關的工藝進行科學的選擇,并且據此進行設計方案的確定,才能確保設計的科學性與合理性。

②預布線階段是對電路板層疊誤差和接地信號等問題進行處理的階段,這一階段主要是對各種可能出現的問題以及計算誤差進行科學的處理,以此保證線路層疊的有效性。同時,盡可能讓接地層與電源層成對布放,這樣能夠更加有效的保證信號的完整性。對于信號的完整性規劃需要根據信號參數以及其必須的拓撲結構范圍進行仿真模擬,才能從中找到最為理想的參數范圍,并且將此范圍作為布線的最終依據,成為PCB布線的主要約束條件。

③串擾是信號線之間不希望有的耦合,鄰近信號線的耦合會導致串擾而且改變信號線的阻抗。我們必須減少串擾。比如我們可以根據相鄰平行信號線的耦合分析來確定信號線間距或平行線長度。

④對于信號延遲以及其產生的影響是在布線時必須要充分考慮的關鍵問題,因此在實際的工作中,我們可以利用終端接線器的使用來對信號的完整性質量進行控制,從而有效的減少信號延遲所帶來的不利影響。

⑤轉換器是設計工作中常用的一種設備,轉換器的轉換速度越慢則信號完整性越好,同時利用不同的驅動技術也可以完成不同的轉換任務,所以我們可以在設計過程中,利用新的可編程技術,充分利用不同驅動技術的優越性,使其作用能夠充分發揮,以此來提升信號的完整性。

⑥當簡單的布線以及裝配工作完成之后,需要進行完整的電路板測試,將其測試結果與仿真結果進行對比,從中發現設計過程中存在的不足之處,以此作為依據,為后續的設計工作提供更充分的數據參考。

5 結 語

隨著社會和經濟的快速發展,集成電路和新型器件的應用也日漸廣泛,從另一方面來說,這也使得電路板的設計日漸復雜,因此對于電路板設計的可靠性要求也越來越高。監控系統已經成為現代社會中必不可少的硬件設備,對于監控系統電路板的設計工作,必須要對其可靠性的相關因素進行充分的考慮,才能確保各項設計成果的有效性,從而保證產品性能的安全性和完整性,促進相關工作的持續開展。

參考文獻:

[1] 李強.談PCB電路板的設計[J].商情,2011,(1).

[2] 曲利新.空間電子設備電路板可靠性可測試性設計檢查[J].現代電子技術,2011,(19).

[3] 孫林.電氣安全智能監控系統設計[J].神州,2013,(3).

第5篇:電路板設計范文

在電子設備或系統的電磁兼容設計中,最重要的是元器件的選擇尤其是有源器件的正確選擇和印刷電路板(PCB)的設計。本文從電磁兼容性、可靠性方面出發, 闡明了相關應用理論和強制規定, 提出了PCB 設計過程中選材、布局、主要元器件的選擇信號線的布線規則及其相關注意事項。

關鍵詞 共模輻射 差模輻射 表面安裝技術 PCB的設計 電磁兼容

一、元器件的選擇

電阻、電容、電感, 一般也可選用SMT 的、容量大的電容, 可適情考慮應用其它形式器件。

SMT器件環流面積最小最合適,且集成度高可靠性好, 所以作為首選對象

小結:選用器件不主張功率越大越好, 速度越快越好, 而是推薦只要滿足設計功能要求, 采用兼容各指標的設計, 且能降低成本,又能完美達到設計目標, 這種設計組合認為是最佳組合, 當然各種不同類型、等級的機器就有不同的最佳組合。

二、線路板上的電磁騷擾輻射

線路板的輻射主要產生于兩個源:一個是PCB走線,另一個是I/O電纜。電纜輻射往往是更主要的輻射源。因為電纜是效率很高的輻射天線。有些電纜盡管傳輸的信號頻率很低,但由于PCB上的高頻率信號會耦合到電纜上,也會產生較強的高頻輻射。

線路板上的輻射以共模和差模的方式輻射。

差模輻射的抑制

減小差模輻射的方法:(1)降低電路工作頻率;(2)減小信號環路的面積;(3)減小信號電流的強度。

高速的處理速度是所有軟件工程師所追求的,而高速的處理速度是靠高度的時鐘頻率來保證的,因此限制系統的工作頻率有時是不允許的。這里所說的限制頻率指的是減少不必要的高頻成分。主要指1/itr頻率以上的頻率。

最現實而有效的方法是控制信號環路的面積。通過減小信號環路面積能夠有效減小環路的輻射,下面給出了不同裸機電路為了滿足EMI指標要求所允許的環路面積。這是對于10m處,電磁輻射極限值在30~230MHZ之間為30dBeV/m,在230~1000MHz之間為37dBeV/m的情況下的面積限制。絕不意味著只要電路滿足了這個條件PCB就能滿足EMI指標要求。因為線路板的輻射不僅有差模輻射,還有共模輻射。而共模輻射往往比差模輻射更強。但如果不滿足這些條件,PCB肯定會產生超標電磁輻射。

印制板輻射主要產生于兩個源, 一個是由各芯片組成的回路輻射, 即前面已提過的差模輻射。另一個就是印制板的各種電纜線, 工作時產生的共模輻射。當傳輸信號的導體的電位與鄰近導體的電位不同時,(特別是電纜與地線及其他導體之間)在兩者之間就會產生電流(有形地) , 即使兩者之間沒有任何導體連接, 高頻電流也會通過寄生電容流動(無形地), 這種電流稱為共模電流, 由這種共模電流產生的輻射稱之為共模輻射。

由于共模電壓都是設計意圖之外的, 因此共模輻射比差模輻射更難預測和抑制。

有些電子干擾、輻射是不可預先知道的, 無形地線上發出的干擾、輻射往往很關鍵, 但很多設計人員不了解此類問題。

三、印制板設計中的元器件布局

當印制板外形尺寸決定后, 首先應進入關鍵的元器件布局設計, 它的設計好壞直接影響安全、電磁兼容等四大因素, 往往新設計人員對此無一比較正確的規則, 隨自己意愿或某些想法來布局, 結果帶來許多不利因素, 有時由于一、二根布線不當, 造成無可挽回而告知失敗的結果。下面推薦兩種比較理想的PCB 布局方式。

1、星形輻射法

該模式可將重要器件: 高頻的晶體、晶振、時鐘電路、CPU 等放在中央緊靠電源、地線輸出端位置, 其它與它們有關的邏輯相關器件安排在上述器件的周圍, 然后再連接其它邊緣器件, 整個布局形成由中心向四周輻射狀態。

這種布局最大特點: 壓縮布局空間, 中心至各引線距離基本相同, 線路阻抗基本一致,關鍵主要電路布線最短, 環流面積小。

2、電源線、地線印制板插接法

此種形式相當普遍, 其布局應在電源地線引入端近處放置高速電路, 重要電路, 然后再布中速、低速電路。

四、印刷電路板(PCB)的設計

PCB是所有精密電路設計中往往容易忽略的一種部件。由于很少把印刷電路板的電特性到電路里去,所以整個效應對電路功能可能是有害的。如果印刷電路板設計得當,它將具有減少騷擾和提高抗擾度的優點。反之,將使印刷電路板發生電磁兼容性問題。

在設計印刷電路板時,設計的目的是控制下述指標:

(1) 來自PCB電路的輻射;(2) PCB電路與設備中的其他電路間的耦合;(3) PCB電路對外部干擾的靈敏度;(4) PCB上各種電路間的耦合。

印刷電路板的制造涉及許多材料和工藝過程,以及各種規范和標準。設計處理準則應符合GB4588. 3-88《印刷電路板設計和使用》。該標準規定了PCB涉及和使用的基本原則、要求和數據等。它對PCB設計和使用起指導作用。其中第6章“印刷電路板的布局設計”方法對電磁兼容性設計有一定的作用,是設計師應當遵守的設計準則。

印制板布線前要正確認識電源、地線干擾及輻射情況是十分重要的, 當電源、地線在瞬態出現增加或減少電流時, 由于有電感和電容的作用, 在電源、地線上出現干擾狀況,四層板原則上頂層為信號線層, 第二層為直流地線層, 第三層為直流電源層, 第四層為信號線層。當印制板IC 電路全部為開關電路或全部為模擬電路, 那它們的地線不必隔離分開。有時, 在直流電源層中往往有幾種電源, 一般都用空隙隔離方法來分割解決。當印制板中出現有邏輯電路又有模擬電路的情況, 通過分析, 可將邏輯電路地線與模擬電路地線分區隔離(隔離帶寬度> 3mm) 單處短接或用磁珠等方法聯接取得同電位參照地。

當印制板中的邏輯電路與模擬電路的聯線有幾十根, 情況非常復雜, 那必須掌握它們各自要有獨立的電源、地線區, 又要考慮到有聯結關系的IC 回路, 其環流面積最小的原則去設計, 并保證有極低阻抗的地線。

參考文獻

[1]楊克俊編著. 電磁兼容原理與設計技術. 人民郵電出版社.

[2]江思敏 ,唐廣藝. PCB和電磁兼容設計. 機械工業出版社.

第6篇:電路板設計范文

關鍵詞: 模擬集成電路;剖析調查;縮版設計

0 引言

電子產品的發展,得益于制造技術的進步——晶園廠舊線的提升、新線的不斷涌現。但我們也看到在產能升級、產品繁榮的同時也促進了模擬消費類電路不斷削減售價,尤其是量大的產品,出廠價一年不如一年已是不爭的事實。這樣迫使設計制造商不斷尋找方法來改善芯片版圖設計、工藝制造過程,以達到更好的控制成本降本增效的目的。不可否認,縱觀國內模擬消費類電路市場,早些年國內設計生產商設計方法可以說95%以上屬于仿制國外樣品,給人的印象就是照抄。然而近年來,隨著新生代尤其海歸派的加盟,新設計公司雨后春筍般涌現。為了爭奪市場,保持盈利,眾多公司不得不拋棄傳統仿制法,另辟蹊徑走自己的路,使出各自招式,以開拓、創新手法將版本優化,如把元器件按比例規則縮小、布線單層改雙層,翻新老版本來面對日益嚴峻的市場考驗實現收入利潤最大化。

傳統仿制,贏市場獲利潤將變得越來越困難,因芯片成本占電路成本很大一部份,降芯片成本對于電路設計制造商而言就是利潤、體現效益。縮版是創新,縮版設計將會越來越受到業界的重視,優良的電路縮小改進版本將會源源不斷的登上電路創新舞臺。

1 縮版策略

1.1 產品選擇性

模擬消費類集成電路產品眾多,五花八門,產品縮版要有選擇性。因為縮版不同于一般的仿制,必將帶來設計時間、人工成本的增加,并伴有加大投片的風險。對短、平、快的產品,批量小、生命周期比較短的產品,不適宜、不主張縮版;而對產量需求大,競爭劇烈,價格敏感,工藝支持、版圖可縮,生命力長的產品最適用縮版。總之,市場是無情的,對產品要評估,做到心中有數,有的放矢,避免食之無味,棄之可惜的煩惱,該縮版的縮版,立項不猶豫。

1.2 支撐環境

產品的縮版是建立在工藝技術可行、環境支撐上的。象我公司4吋、5吋線設備不同,制備工藝,加工能力就不同。一個產品縮版首先就得決策部門根據綜合因素評估決定產品走哪條線,然后根據加工能力確定版圖設計規則。

1.3 技術可行性

1.3.1 線路圖優化

從芯片表面觀察,線路圖整理過程中發現國外很多電路都存在有冗余部份的元件。如果把原來芯片上電路元件全部照搬到基片上,必將會浪費基片的面積。通過線路模擬、仿真,適當修改,合理取舍冗余元件對縮版有積極意義,其面積貢獻值得關注。

1.3.2 結構、布局設計

1)壓點、元件分島。通常原版都考慮得較周全,縮版一般不輕易去變更。但有些隨工藝變動后,如單層改雙層,減少了橋島例外。

2)雙層布線優選。雙層工藝雖然比單層工藝難度增大,生產成本增加,但它能有效的縮小芯片面積,并且芯片單位成本獲取的利潤貢獻比工藝增加的成本更大,所以雙層應列縮版優選。雙層布線避免了橋島的使用、橋電阻的引入,使布線設計方便、靈活,走線避免迂回,鋁線得到優化,能更大地減少信號網走線的不利影響。

3)布局安排。模擬電路的布局結果對電路性能會產生直接影響。電路元件之間的相互關系諸如對稱、靠近、遠離,成組以及一些節點連線需特殊處理的因素等。要重點關注大信號元件、功放輸出管的合理布置,充分考慮散熱問題,地線、電源線串擾問題。

4)元件幾何圖形。電路的好壞由元件的性能來確保,而元件的電特性與其幾何圖形密切相關。圖形縮小的規則宜按比例縮減為好,當圖形類型較多時可適當歸整。對輸出管、緩沖管等,從功率、可靠性考慮不宜同小管子一樣按比例縮小,縮減應保守些;要通過調查、參考管子Hfe/Ic變化趨勢,結合峰值電流大小,確定管子面積,總之得留有余量。另外縮版電路元件縱向尺寸、橫向尺寸都有不同程度收縮,對噪聲的影響也要引起關注,從降低噪聲設計考慮盡可能減少發射區周長面積比和基區表面寬度,電阻條寬宜寬些,有些矛盾要折衷考慮。

2 設計模擬討論

近年來,公司在應對市場策略,運用縮版設計手段推出新品種、打市場方面取得了可喜的佳績。通過縮版設計,使人們豐富了知識,開闊了視野,提高、增長了分析、處理應變能力,積累了不少經驗,大批設計人員得到了鍛煉。這里,通過一解剖調查實例,試圖結合即將要進行縮版設計的一品種(CD2822)作一設計討論。

2.1 電路解剖調查情況

表1 芯片面積比較

上表中可直觀的看出國內廠家產品縮版一貌,也能聞出市場競爭的火藥味。

2.2 Cd2822縮版的幾點思路、想法

1)根據公司綜合安排計劃,認真論證目前4吋線工藝加工水平,確定CD2822C所用設計規則。

2)線路圖選擇。選擇原版功能完整圖為好。(國內商家情況:A公司(M代碼)、C公司(YG代碼,單層鋁)均用原始線路圖;B公司版圖按原線路布元件,但鋁版有二管棄連)

3)樣板借鑒。經解剖、讀圖、分析多個版本,覺得B公司的版本設計風格最緊湊、活潑,芯片利用率高,可作為重點借鑒版本。(B公司版本具有創新、開拓性,勇氣可敬。若無專利之慮,有成功先例,大膽借用。)

4)元件幾何圖形優化。小信號前置部份晶體管原則上按比例縮小,并適當合理歸類,慎重處理好比例恒流源成組管的結構及比例關系(K336的處理方式本人認為有值得商榷之處);大信號輸出管面積宜采用保守縮法,取比“M”版大1/4~1/3,其發射區采取工字狀,這對周長、面積有利,對開二鋁通孔也方便。

5)布局、布線。由于我們安排上的是4吋線,技術支持的環境與B公司不同,設計規則有一定的差異,但在布局、布線上有可借鑒之處:第1、3腳保護管排在壓點下;PN結電容排在4a、5壓點下(若需更大些還可以4b、8也利用起來);二輸出地、二前置地均采取合二為一;主要地線布、電源線走中間。基片面積將得到充分利用(見附圖)。

6)主要工藝技術。ρvg 0.8~1.0Ω·cm;Tvg 5~6μm;2~3μm套刻;對通隔離;離子注入;雙層布線工藝。

3 結語

1)TDA2822產品自意大利SGS公司推出后,產品行銷全球。進入國內,因其市場需求量巨大,銷量也長久不衰,從而仿制的公司也眾多。但價格已不可與往日相比,只能適者生存。面對嚴峻的市場,我們的現版本想贏利已顯得力不從心,所以也只有走繼續縮版,降低芯片的單位成本,增強競爭力。目前的縮版計劃盡管我們將采取的設計規則比“M”版要大,但通過上面的分析,可以預見經過精心的、合理的設計后,我們能達到、也一定能達到其“M”版芯片面積的水平。更重要一點,領導決策放棄5吋上4吋,雖然芯片面積犧牲了些,但對調節、保證4吋線滿負荷生產將發揮重要作用。

2)調研能發現最新動態,能更好的了解競爭對手。開展縮版評估,進行縮版設計在近一段時期內將是雙極IC設計、制造商面對嚴峻收益挑戰取勝之法寶。

附圖:

第7篇:電路板設計范文

“數字集成電路前端設計就業班”已于2005―2006年成功舉辦三期,學員有來自高校研究生、在職工作人員、應屆畢業理工科學生等,實踐性的課程使學員完成從對IC設計的陌生到熟悉的過程,親歷IC設計整個前端流程。開班以來得到學員的廣泛認可,學員在本課程中學到的技術在求職中起到了關鍵性作用,先后有多名學員就職于國內知名IC設計公司,包括威盛、華大、六合萬通、華為等,受到用人單位的好評。同時,在實踐過程中積累的經驗和新的方法,將在第四期中得到提升和發展。

如果您正在為就業發愁,正在苦苦尋找一份高薪工作在北京.上海這些大城市大展宏圖;

如果您想從事IC設計行業卻不知道從哪里入手;

如果您剛剛踏入IC設計行業,感覺技術和工作壓力很大;

那本課程將會帶你踏上這條充滿前途的金光大道,您的職業人生將從此與眾不同……

課程特色

教授IC前端設計全部流程

最實用、最常用的IC前端技術和方法

真實實踐環境,先進設計平臺,實際項目設計、親自動手制作

課程大綱:

1. Unix/Linux操作系統使用

3. 數字電路技術基礎

4. 半導體電路和工藝基礎

5. 數字邏輯

6. 數字集成電路設計流程

7. 硬件描述語言和電路設計

8. 電路驗證技術

9. 項目設計實踐

10. 電路設計進階

11. ASIC和SOC設計導論

12. FPGA設計和驗證初步

13. 微處理器結構

14. 邏輯綜合初步

15. 可測性設計技術

16. 項目設計實踐

招生對象

電子、計算機、通信等相關專業大學應屆本科畢業生和低年級研究生

參加工作不久,需要提升技術水平和熟悉設計流程的在職工程師

或其它理工科背景有志于IC設計工作的轉行人員

開課時間 2006年8月 16日.

課時數共 110學時

上課時間

每周一、三、五晚18:30~21:30 ,每周日下午13:00~17:00

每周二、四、六自修及作業

上課地點 清華大學東主樓9區103

費用 報名費100元

學費4500元,包括聽課、講義、資料、輔導、上機軟硬件費用、證書等,食宿自理。

優惠

2006年8月10日前報名,免收報名費,可享受優惠價4300元!

在校學生2006年8月10日前報名,免收報名費,可享受優惠價4000元!

5人以上團體報名可九折優惠!

聯系方式

電話:010-58815958轉601/602

郵件:.cn

網址:.cn

第二期數字集成電路前端設計提高班'

北京第五日IC設計培訓中心獨家推出數字集成電路前端設計就業班,在最短的時間里讓學員學習數字IC設計流程,設計方法,常用EDA工具,更以實際專題項目帶領學員完成一個從最初的設計規范到門級網表實現的整個前端設計流程,手把手帶領學員完成實際項目作品,使學員在領會IC設計知識的同時具備IC設計經驗,并學會IC設計公司的團隊分工與合作。學成后可以勝任IC設計公司一般性設計工作,最終的專題設計和作品更可以做為求職和職位提升的有力證明。

本課程在"數字集成電路前端設計提高班第一期"成功舉辦的基礎上,更近一步完善課程,更好的把握課程的進度,目標直指培養較高水平IC設計工程師,在保證學員獲得IC前端設計全部技術要點的同時,重點鍛煉學員的實際動手能力,跨度近兩個月的時間內,學生將以一個簡單標量流水線處理器的設計為核心,進行RTL設計、邏輯綜合、時序分析、芯片測試、綜合驗證、以及高級技術和設計優化的技術學習和項目實踐。學員可以選擇參與處理器設計或系統芯片IP模塊設計,要求至少參與完成此處理器芯片或獨立完成一個系統芯片IP模塊從設計規范到網表實現的整個前端設計過程,最終的設計是可以拿去layout和流片的。

如果你具有相關專業學歷,但缺乏一定的項目實踐機會;

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最實用、最常用的IC前端技術和方法

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課程大綱:

1. 電路設計進階

2. ASIC和SOC設計導論

3. FPGA設計和驗證初步

4. 微處理器結構

5. 邏輯綜合初步

6. 可測性設計技術

7. 項目設計實踐

8. RTL設計和驗證

9. SOC設計平臺

10. 總線和IO IPs

11. 形式驗證技術

12. 邏輯綜合技術

13. 靜態時序分析

14. 芯片規劃和設計

15. 專題技術討論

16. 項目設計實踐

招生對象

電子、通信、計算機等相關專業本科畢業,一年以上工作經驗的在職工程師;

電子、通信、計算機等相關專業較高年級在讀研究生;

一般高校需要項目經驗的任課教師

開課時間 2006年9月 10日

課時數共120學時

上課時間

每周日或周六全天上午9:00~12:00 下午13:00~17:30 周一到周五 自修及作業

上課地點 清華大學東主樓9區103

費用 報名費100元

學費5200元,包括聽課、講義、資料、輔導、上機軟硬件費用、證書等,食宿自理。

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2006年9月1日前報名,免收報名費,可享受優惠價5000元!

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電話:010-58815958轉601/602

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復芯微電子八月份

半導體技術精品課程

隨著中國半導體產業已進入了一個高速發展的階段,各個相關產業也在不斷完善,同時,半導體專業知識的及時更新也越來越受到業界人士的重視。北京清華大學信息學院微電子學研究所與上海復芯微電子技術咨詢公司聯合舉辦針對微電子行業高層次人才的技術培訓及研討班。根據目前工藝的最新發展情況,我們邀請了業內知名專家龔正教授為大家介紹“65納米CMOS工藝及其應用”;“高壓器件設計與制程技術”,課程注重基礎與實踐能力的提高,相信會使參加者受益匪淺。

課程簡介:

65納米CMOS工藝及其應用

65納米CMOS工藝經過多年研發已經逐漸進入量產階段,本課程將逐一介紹實際可行的工藝。內容包括前端閘極設計、信道結構、源汲極淺結構,以及后端銅導線工藝整合等項目,并且以一些在特定電路應用內的范例為學員解惑。

高壓器件設計與制程技術

功率集成電路及組件在相關電機電子產品領域中應用日漸增多,但功率組件的設計制造及工作條件則有別于一般的傳統IC組件,故本課程的宗旨即在闡述功率組件的基本物理結構及相關的高壓技術,涵蓋的組件包含Power Rectifiers,Bipolar Transistors,Thyristors,Power MOSFET,以及 IGBT。

師資介紹:

龔正

教育背景: 美國佛羅里達大學電機系博士

工作經歷:

中國臺灣清華大學電機系/電子研究所教授

中國臺灣實驗室認證體系電性測試領域評鑒技術委員會委員

中國臺灣實驗室認證體系校正領域評鑒技術委員會委員兼副召集人

中國臺灣實驗室認證委員會委員

中國電機工程學會電機名詞審議委員會委員

中國電機工程學會大學院校電機與信息相關系所學門評鑒委員

中國原子能委員會核能研究所科技顧問

中國臺灣工業技術研究院電子工業研究所顧問

中國臺灣工業技術研究院能源與資源研究所顧問

中山科學研究院顧問

聯華電子股份有限公司顧問

復芯微電子專聘講師

專精:

半導體組件物理; 半導體組件特性量測; 半導體組件電子雜訊分析; 功率半導體組件

曾經培訓企業:

應用材料(中國)有限公司

英特爾產品(上海)有限公司

中芯國際集成電路制造有限公司

上海華虹NEC電子有限公司

上海先進半導體制造股份有限公司

上海宏力半導體制造有限公司

上海貝嶺股份有限公司

杭州士蘭集成電路有限公司

中緯積體電路(寧波)有限公司

首鋼日電電子有限公司

安靠封裝測試(上海)有限公司

星科金朋(上海)有限公司

威宇科技測試封裝(上海)有限公司

上海松下半導體有限公司

上海凱虹電子有限公司

飛索半導體(蘇州)有限公司

第8篇:電路板設計范文

你的電路未被采用或遭停用,原因可能有很多種,但總體而言,不外乎客戶對于產品品質、可靠性、價格以及服務等需求沒有得到滿足。滿足這些需求有助于提升客戶滿意度,從而最大限度地爭取到再次合作的機會。而選擇能夠滿足客戶需求的元器件,將大幅提高產品的性能,進而增加重獲訂單的勝算。簡而言之,你的目標是盡一切可能,讓客戶的產品成為業界翹楚。

能讓客戶感到滿意的事項林林總總,至關重要的一點,則是確保產品在其使用壽命周期內“零故障”運行。倘若在使用中出現故障,而故障歸結于你的產品質量存在問題,這不僅會讓公司名譽掃地,更會讓客戶對你避之不及。

你必須確保在設計和生產過程中,使用高品質、高可靠性的元器件,千萬不要采用那些來路不明的元器件。在這方面節省,其實并不劃算。一個有瑕疵的元器件,造成一件不合格產品,很可能會對公司聲譽造成永久損害,導致客戶和業務流失。再次強調,你的目標是盡一切可能,提高客戶產品品質。

一個電路所采用的元件中,最關鍵而最容易設計錯誤或被誤用的,往往是半導體元器件。在接到的客戶投訴中,九成以上源于元器件的誤用——往往是超過一個或者多個電氣參數所允許的最大值。半導體元器件運作正常時,功效驚人,但元器件必須在額定值范圍內操作。根據我們的經驗,防止半導體過度損耗,設計方面需要考慮的、最重要的因素有三項:預防可能造成的電壓過大,或電流尖峰,以及交界處(Tj)過熱。尖峰可能是外部源頭反饋或元器件之間的不良互動引起的。

對可靠性嚴格標準單一PPM值的考量是非常重要的。這一級別的考量,需要對大量同一系列產品進行以百萬小時計的持續壽命試驗,才有可能得到結果,以保持最小的故障率。

高性能的元器件,取材于高品質的晶圓,并且通過日積月累不斷完善設計,在封裝以及隨后的高溫穩定性烘烤和應用于終端產品的整個壽命周期內,芯片的電氣特性保持恒久不變。

半導體參數列出了典型電氣特性以及極限和最大額定值。電路設計者必須確定半導體元器件的電壓、電流和溫度不超過最大額定值。任何電路元器件不良互動或外來作用都可能引起過高的電壓或電流尖峰,造成穿孔和交界點融化。結溫(Tj)過熱往往是由于考慮不當,限定熱阻值應用不正確所導致。

第9篇:電路板設計范文

設計電路

課時

3

課時

科學概念

1.如果電能從一點流到另一點,兩點之間一定有導體連接,這兩點之間就構成一個電的通路,否則就是斷路,理解什么是短路。

2.串聯電路和并聯電路是兩種用不同連接方法組成的電路。

教學目標

1.認識電路元件,會畫電路圖。

2.嘗試用不同的方法設計電路,培養學生的創新意識和創新能力。

3.培養勇于挑戰、設計電路并畫圖再看圖連接。

4.樂于交流自己的觀點和同伴交流自己的意見。

教學重

掌握串并聯電路特點,會畫簡單電路圖。

教學難

設計電路并讓其工作

教學準備

兩組電池(配電池盒)、三個小燈泡(帶燈座)、開關、導線幾根,實驗記錄單。

教學過程

動態修改部分

一、談話引入:

生活中處處都有電路,找找身邊的電路,說說他們為什么這么設計?

如果讓你來當設計師,你覺得設計電路應該考慮那些因素?(節約、美觀、方便和實用)

為了幫助大家更好的設計電路,我們一起來復習一下知識。

知識一:說說簡單電路的相關知識。

知識二:畫電路圖的要求

二、比較兩種不同的電路連接:

活動一:電池的兩種不同連接方法

1、發給每組兩節電池、兩個電池盒、一個小燈泡、一個燈座和四根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路,讓小燈泡亮起來,看看有幾種不同的方法。

2、啟發思考:嘗試畫電路圖再連接,在不同的兩種方法中,你有什么發現。

3、學生匯報時在臺上展示兩種不同的鏈接,為什么一個亮一個不太亮。(串聯和并聯:一節電池的電壓是1.5V,兩節電池串聯起來的電壓是3V,所以小燈泡會特別亮。兩節電池并聯起來,電壓還是1.5V,所以小燈泡不太亮。)對我們設計的幫助。

活動二:小燈泡的兩種不同連接方法

1、發給學生兩個小燈泡、兩個小燈座、一節電池、一個電池盒和四根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路,讓小燈泡都亮起來。看看能有幾種方法。

2、啟發思考:在不同的連接方法中,你有什么發現?

3、學生匯報后,教師作適當講解。掌握串并聯電路的特點,對電路設計的重要作用。

(說明:“比較兩種不同的電路連接”這一活動,在教學中還可以采用讓學生直接用教師提供的材料,按照教科書上的電路連接方式連接電路,重點放在讓學生觀察兩種連接方法有什么不同,觀察小燈泡的亮度有什么不同上。這樣做更有利于讓學生發現并聯電路和串聯電路的本質不同。)

三、拓展活動:設計紅綠燈

提供學生若干材料,以小組為單位自由設計電路,比一比誰的設計的美觀、大方、節約和實用。

板書設計

電路設計

實用

節約

美觀

方便

兩種不同的電路連接

串聯電路

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