Mikä on suurnopeuspiirilevy?
Kutsumme piirilevyä, jonka signaalin lähetystaajuus on yli 1 GHz, suurnopeuspiirilevyksi.
Mitä etuja on suurnopeuksisten piirilevyjen käytössä?
Elektronisten tuotteiden signaalitaajuuden parantamiseksi ja EMI-ongelman ratkaisemiseksi valmistettiin suurnopeuksisia piirilevyjä. Suurnopeuksisten piirilevyjen suunnittelun saavutettua suurta menestystä niiden panos EMI-ongelmiin on yhä tärkeämpi. Lähes 60 % EMI-ongelmista voidaan ratkaista suurnopeuksisilla piirilevyillä.
Mitä materiaaleja käytetään suurnopeuspiirilevyissä?
Materiaalit, joilla on lämmönkestävyys, mekaaninen kestävyys ja hyvä (luotettavuus)
Materiaalit, joilla on vakaat Dk/Df-parametrit (pieni variaatiokerroin taajuuden ja ympäristön suhteen)
Materiaalit, joilla on hyvä impedanssin säätö
Kuparifolion pinnan karheus on alhainen
On suositeltavaa valita lasikuitukankaita, joissa on pienet, litteät aukot.
Mitä vinkkejä minun tulisi ottaa huomioon suunnitellessani nopeaa piirilevyä?
Seuraavassa kuvataan useita vinkkejä nopean piirilevyn suunnitteluun.
1) Käytä suunnitteluohjelmistoa, jossa on edistyneitä ominaisuuksia
Insinöörien on tunnettava suunnitteluohjelmistot, jotka tarjoavat edistyneitä vaihtoehtoja. Ohjelmistotyökalut vaativat paljon kehittyneitä ominaisuuksia, jotta nopeita piirilevyjä voidaan suunnitella CAD-ohjelmistolla. Sinun on ymmärrettävä tehokkaammin tehokkaita CAD-työkaluja.
2) Nopea reititys
Suurnopeusreitityksessä suunnittelijoiden on ymmärrettävä perusreitityksen säännöt, mukaan lukien maadoituskerrosten katkaisematta jättäminen ja reitityksen pitäminen lyhyinä. Siksi digitaalisilla linjoilla on vältettävä ylikuulumista tietyllä matkalla ja suojattava kaikki tekijät, jotka voivat aiheuttaa häiriöitä signaalin eheydelle.
3) Reititys impedanssinsäädöllä
Joillekin noin 40–120 ohmin signaaleille tarvitaan impedanssisovitusta. Ominaisen impedanssisovituksen paljastavat antennit ja monet differentiaaliparit.
Suunnittelijoiden on ymmärrettävä, miten reitityksen leveys ja impedanssin arvon tarvittava kerroin lasketaan. Jos impedanssin arvo ei ole oikea, sillä voi olla vakava vaikutus signaaliin, mikä voi johtaa datan korruptoitumiseen.
4) Pituussovituksen mukaiset jäljet
Nopeassa muistiväylässä ja liitäntäväylässä on useita linjoja. Nämä linjat voivat toimia erittäin korkeilla taajuuksilla, joten signaali tulisi lähettää samanaikaisesti lähettäjältä vastaanottajalle. Lisäksi se vaatii ominaisuuden nimeltä pituuden sovitus. Siksi yleisimmät standardit määrittelevät toleranssiarvot, jotka on sovitettava pituuteen.
5) Minimoi virran paluupiirin pinta-ala
Nopeiden piirilevyjen suunnittelijoiden on noudatettava perussääntöjä, kuten jatkuvan maadoituskerroksen suunnittelua ja virranpaluupiirin pinta-alan pienentämistä optimoimalla reitityksen virranpaluureittiä sekä sijoittamalla useita ommeltuja reikiä.
Mitkä ovat parhaat käytännöt suurnopeuspiirilevyjen valmistukseen?
Nopean piirilevysuunnittelun taidot hallitaan, mikä varmistaa signaalin eheyden.
Nopeasti siirrettävien piirilevyjen materiaalit valitaan oikein signaalinsiirron suorituskyvyn varmistamiseksi.
Tuotannonohjausta suoritetaan. Tärkeimmät tuotannon aikaiset valvontapisteet ovat piirien leveys, kerrosten välinen etäisyys, kuparilla päällystetyt läpiviennit, piirien kuparin paksuus, juotosmaskin paksuus jne.
Mitkä ovat suurnopeuksisten piirilevyjen omistamiskustannukset?
Seuraavat tekijät vaikuttavat suurnopeuspiirilevyjen hintaan.
Materiaali (substraattimateriaali, substraatin paksuus, kuparin paksuus)
Käytetyt valmistuslaitteet
Tuotannon vaikeus
Asiakkaan vaatimukset
Valittu pakkausmenetelmä
Valittu toimitustapa
Kuinka suunnitella suurnopeuspiirilevyjä?
Nopea piirilevysuunnittelu on suhteellisen monimutkainen prosessi, joka vaatii signaalien, impedanssin, siirtolinjojen ja monien muiden teknisten tekijöiden täydellistä huomioon ottamista. Seuraavat tekniset seikat voivat tarjota jonkin verran viitteitä.
Käytä monikerroksisia menetelmiä reitityksessä kohtuudella.
Mitä lyhyempi johdin on suurnopeuspiirilaitteiden nastojen välillä, sitä parempi.
Rakenna maadoitusympärys erityisen tärkeille signaalilinjoille tai paikallisille yksiköille.
Pintakerroksen päälle sijoitettu korkeataajuinen signaalilinja tuottaa todennäköisesti suurempaa sähkömagneettista säteilyä. Korkeataajuinen signaalilinja tulisi sijoittaa tehokerroksen ja maakerroksen väliin. Syntyvä säteily on paljon vähäisempää, koska tehokerros ja pohjakerros absorboivat sähkömagneettisia aaltoja.
Mitä eroa on suurnopeuspiirilevyllä ja tavallisella piirilevyllä?
Tavallisen piirilevyn kohdalla ihmiset ovat pääasiassa huolissaan metallilangan oikosulusta, eristyksestä ja muista ongelmista. Elektronisten tuotteiden korkean suorituskyvyn tavoittelun myötä signaalin lähetystaajuutta on kuitenkin lisättävä, ja ihmiset ovat enemmän huolissaan suurnopeuspiirilevyn signaalin eheyden suunnittelusta.
Onko suurnopeuspiirilevyjen käsittelyssä erityisiä huomioitavia asioita?
Erityishuomioita on otettava huomioon suurnopeuspiirilevyjen suunnittelussa ja valmistuksessa käsiteltäessä suurnopeuspiirilevyjä.
Differentiaalireitityksen pituuden tulee olla sama.
Reitityksen ei tulisi ylittää keskeneräisiä maatasoja.
Älä aseta testipisteitä differentiaalisille suurnopeussignaalilinjoille.
Älä reititä suurnopeuksisia signaalilinjoja kiteiden, oskillaattorien, kytkentävirtalähteiden, kiinnitysreikien, magneettisten laitteiden tai jaksollisten signaalipiirien lähelle tai alapuolelle.
Yritä reitittää suurnopeussignaalilinjat ylä- ja alakerroksille täyden vertailumaadoituskerroksen avulla. Linjojen reitittämistä sisätasolle ei suositella.
Pidä etäisyys suurnopeussignaalista vertailumaakerroksen reunaan yli 90mil.
Kiinnitä huomiota pistorasian ja liittimien johdotuksen käsittelyyn.
Kuparijohtimen leveyttä, tilaa ja layup-rakennetta on hallittava tarkasti tiukan impedanssiarvon saavuttamiseksi.
TDR-impedanssitestejä tarvitaan yleensä, kun suurnopeuksiset piirilevyt ovat valmiita.
Oikeat materiaalityypit tulee valita haluttujen toimintojen täyttämiseksi.
Nopeat piirilevyt vaativat tasaisen pinnan, ja suosittelemme aina ENIGiä ENEPIG-pintakäsittelyyn.
Mikä on suurin mahdollinen tiedonsiirtonopeus suurnopeuspiirilevyllä?
Nopealla piirilevyllä saavutettava teoreettinen maksimitiedonsiirtonopeus on ylivoimaisesti 10,0 GP:tä (gigabittiä sekunnissa), mutta tämä paranee jatkuvasti.
Tarvitaanko suurnopeuspiirilevyn suunnittelussa erityisiä työkaluja tai prosesseja?
Nopean piirilevyn suunnittelussa on tarvittavat piirilevysuunnitteluohjelmistot ja EDA-simulointityökalut, kuten Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS jne.
On syytä huomata, että yksi ohjelmistotyökalu voi sopia yhteen piirilevyprojektiin, kun taas toinen ohjelmistotyökalu soveltuu paremmin muuntyyppisiin projekteihin. Siksi on erittäin tärkeää löytää oikea piirilevysuunnitteluohjelmisto.
Mitkä ovat suurnopeuspiirilevymateriaalin perusvaatimukset ja toimittajat?
Nopea materiaali voi olla FR4, keraaminen, PTFE tai PTFE-vahvisteinen materiaali, jonka taajuusalue on 1 GHz - 100 GHz. On olemassa useita tunnettuja nopeiden piirilevymateriaalien toimittajia, kuten: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic jne.
Mitä yleisiä virheitä tehdään valittaessa piirilevymateriaaleja tutkajärjestelmiin?
Yleisiä virheitä tutkajärjestelmien piirilevymateriaalien valinnassa ovat pelkästään yhteen materiaaliin luottaminen (esim. FR-4:n käyttö korkeataajuussovelluksissa), lämmönhallintatarpeiden huomiotta jättäminen ja edistyneiden materiaalien valmistuksen monimutkaisuuden laiminlyönti.