Šta je PCB velike brzine?
Štampanu ploču (PCB) sa frekvencijom prenosa signala iznad 1 GHz nazivamo brzom štampanom pločom.
Koje su prednosti korištenja brzih PCB ploča?
Kako bi se poboljšala frekvencija signala i riješio problem EMI-ja elektronskih proizvoda, proizvedene su brze PCB ploče. Nakon što je dizajn brzih PCB-ova postigao veliki uspjeh, njihov doprinos EMI-ju je sve važniji. Gotovo 60% EMI problema može se riješiti brzim PCB-ovima.
Koji se materijali koriste u brzim PCB pločama?
Materijali s otpornošću na toplinu, mehaničkom žilavošću i dobrom (pouzdanošću)
Materijali sa stabilnim parametrima Dk /Df (mali koeficijent varijacije sa frekvencijom i okolinom)
Materijali s dobrom kontrolom impedancije
Materijali sa niskom hrapavošću površine bakrene folije
Preporučuje se odabir tkanine od staklenih vlakana s malim ravnim otvorima.
Koje savjete trebam uzeti u obzir prilikom dizajniranja PCB-a velike brzine?
U nastavku je opisano nekoliko savjeta o dizajniranju PCB-a velike brzine.
1) Koristite softver za dizajn s naprednim opcijama
Inženjeri trebaju poznavati softver za dizajn koji može pružiti napredne opcije. Softverski alati zahtijevaju mnogo sofisticiranih funkcija kako bi mogli dizajnirati brze PCB-ove u CAD softveru. Potrebno je bolje razumjeti moćne CAD alate.
2) Rutiranje velikom brzinom
Kada je u pitanju brzo usmjeravanje, dizajneri moraju razumjeti osnovna pravila usmjeravanja, uključujući neprekinuti slojeve zemlje i održavanje kratkih linija usmjeravanja. Stoga, molimo vas da spriječite preslušavanje na određenoj udaljenosti na digitalnim linijama i zaštitite sve faktore koji mogu generirati smetnje za integritet signala.
3) Rutiranje s kontrolom impedance
Za neke signale od oko 40-120 oma, potrebno je usklađivanje impedanse. Karakteristično usklađivanje impedanse se otkriva antenama i mnogim diferencijalnim parovima.
Dizajneri moraju razumjeti kako izračunati širinu usmjeravanja i potrebno složeno opterećenje vrijednosti impedanse. Ako vrijednost impedanse nije tačna, to može imati ozbiljan utjecaj na signal, što može dovesti do oštećenja podataka.
4) Tragovi sa usklađivanjem dužine
U memorijskoj magistrali velike brzine i interfejs magistrali postoji mnogo linija. Ove linije mogu raditi na vrlo visokim frekvencijama, tako da signal treba prenositi istovremeno od pošiljaoca do prijemnika. Osim toga, potrebna je karakteristika koja se naziva usklađivanje dužine. Stoga, najčešći standardi definiraju vrijednosti tolerancije koje je potrebno uskladiti s dužinom.
5) Minimizirajte površinu strujnog povratnog kola
Dizajneri brzih PCB-a moraju slijediti osnovna pravila, kao što su dizajniranje kontinuiranog sloja uzemljenja i smanjenje površine strujnog povratnog kola optimizacijom putanje strujnog povratka rutiranja, kao i postavljanjem mnogo spojenih prolaza (via).
Koje su neke najbolje prakse za proizvodnju visokobrzinskih PCB ploča?
Savladane su vještine dizajniranja PCB-a velikom brzinom, što osigurava integritet signala.
Materijali za brze PCB ploče su pravilno odabrani kako bi se osigurale performanse prijenosa signala.
Vrši se kontrola proizvodnje. Glavne kontrolne tačke tokom proizvodnje su širina kola, razmak slojeva, prevlake od bakra, debljina bakra kola, debljina maske za lemljenje itd.
Koliki su troškovi vlasništva kada su u pitanju brze PCB ploče?
Sljedeći faktori će uticati na cijenu brzih PCB ploča.
Materijal (materijal podloge, debljina podloge, debljina bakra)
Oprema koja se koristi u proizvodnji
Teškoća proizvodnje
Zahtjevi kupca
Odabrani način pakovanja
Odabrani način dostave
Kako dizajnirati PCB velike brzine?
Dizajniranje PCB-a velike brzine je relativno složen proces koji zahtijeva potpuno razmatranje signala, impedanse, prenosnih linija i mnogih drugih tehničkih elemenata. Sljedeće tehničke tačke mogu pružiti neku referencu.
Razumno koristite višeslojne sisteme za usmjeravanje.
Što je kraći vodič između pinova brzih kola, to bolje.
Implementirajte prizemne okvire za posebno važne signalne vodove ili lokalne jedinice.
Visokofrekventni signalni vod postavljen na površinskom sloju sklon je stvaranju većeg elektromagnetnog zračenja. Visokofrekventni signalni vod treba postaviti između energetskog sloja i sloja zemlje. Generirano zračenje bit će mnogo manje zbog apsorpcije elektromagnetnih valova od strane energetskog sloja i donjeg sloja.
Koja je razlika između brze PCB ploče i standardne PCB ploče?
Kod standardnih PCB-ova, ljudi su uglavnom zabrinuti zbog kratkog spoja, izolacije i drugih problema s metalnom žicom. Međutim, s težnjom za visokim performansama elektroničkih proizvoda, potrebno je povećati frekvenciju prijenosa signala i ljudi su više zabrinuti zbog dizajna integriteta signala kod brzih PCB-ova.
Postoje li neke posebne napomene pri rukovanju brzim PCB pločama?
Posebna razmatranja leže u dizajnu i proizvodnji PCB-a velike brzine pri rukovanju PCB-ima velike brzine.
Dužina diferencijalnog usmjeravanja treba biti usklađena.
Rutiranje ne bi trebalo prelaziti preko nepotpunih ravni tla.
Ne postavljajte mjerne tačke na bilo koje diferencijalne signalne linije velike brzine.
Ne postavljajte brze signalne linije blizu ili ispod kristala, oscilatora, prekidačkih napajanja, montažnih rupa, magnetnih uređaja ili periodičnih signalnih čipova.
Pokušajte usmjeriti signalne linije velike brzine na gornjem i donjem sloju s punim referentnim slojem uzemljenja. Ne preporučuje se usmjeravanje linija na unutrašnju ravninu.
Održavajte udaljenost od signala velike brzine do ruba referentnog sloja tla većom od 90 mil.
Obratite pažnju na rukovanje ožičenjem utičnica i konektora.
Širina, razmak i struktura postavljanja bakarnih tragova moraju biti precizno kontrolisani kako bi se postigla uska vrijednost impedanse.
TDR testovi impedanse su obično potrebni kada se završe brze PCB ploče.
Treba odabrati odgovarajuće vrste materijala kako bi se ispunile željene funkcije.
Za brze PCB ploče potrebna je ravna površinska obrada, a za ENEPIG površinsku obradu uvijek preporučujemo ENIG.
Koja je maksimalna brzina prijenosa podataka koju je moguće postići na brzoj PCB ploči?
Teorijska maksimalna brzina prijenosa podataka koju je moguće postići na brzoj PCB ploči je daleko 10,0 GPs (gigabita u sekundi), ali se to kontinuirano poboljšava.
Da li su potrebni neki posebni alati ili procesi prilikom dizajniranja PCB-a velike brzine?
Postoje potrebni softverski alati za dizajn PCB-a i alati za simulaciju EDA-a koji se koriste pri dizajniranju PCB-a velike brzine, kao što su Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, itd.
Vrijedi napomenuti da jedan softverski alat može biti prikladan za jedan PCB projekat, dok se drugi softverski alat može bolje koristiti za druge vrste projekata. Stoga je vrlo važno pronaći pravi softverski alat za dizajn PCB-a.
Koje su osnovne specifikacije i dobavljači materijala za brze PCB ploče?
Materijal za brze PCB ploče može biti FR4, keramika, PTFE ili materijal ojačan PTFE-om, frekvencijskog opsega od 1 Ghz do 100 Ghz. Postoji nekoliko poznatih dobavljača materijala za brze PCB ploče, kao što su: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, itd.
Koje su uobičajene greške pri odabiru PCB materijala za radarske sisteme?
Uobičajene greške pri odabiru materijala za PCB ploče za radarske sisteme uključuju oslanjanje isključivo na jedan materijal (npr. korištenje FR-4 za visokofrekventne primjene), zanemarivanje potreba za upravljanjem temperaturom i ignoriranje složenosti proizvodnje naprednih materijala.