Que é unha placa de circuíto impreso de alta velocidade?
Chamamos placa de circuíto impreso de alta velocidade a unha placa de circuíto impreso (PCB) cunha frecuencia de transmisión de sinal superior a 1 GHz.
Cales son as vantaxes de usar PCB de alta velocidade?
Para mellorar a frecuencia do sinal e resolver o problema das interferencias electromagnéticas (EMI) dos produtos electrónicos, fabricáronse placas de circuíto impreso (PCB) de alta velocidade. Despois de que o deseño das PCB de alta velocidade tivese un grande éxito, a súa contribución ás EMI é cada vez máis importante. Case o 60 % dos problemas de EMI pódense resolver con PCB de alta velocidade.
Que materiais se empregan nas placas de circuíto impreso de alta velocidade?
Materiais con resistencia á calor, tenacidade mecánica e boa (fiabilidade)
Materiais con parámetros Dk/Df estables (coeficiente de variación pequeno coa frecuencia e o ambiente)
Materiais con bo control de impedancia
Materiais con baixa rugosidade da superficie da lámina de cobre
Recoméndase elixir tecido de fibra de vidro con pequenas aberturas planas.
Que consellos debería ter en conta ao deseñar unha placa de circuíto impreso de alta velocidade?
A continuación descríbense varios consellos sobre o deseño dunha placa de circuíto impreso de alta velocidade.
1) Usar software de deseño con opcións avanzadas
Os enxeñeiros deben coñecer o software de deseño que pode ofrecer opcións avanzadas. As ferramentas de software requiren moitas funcións sofisticadas para poder deseñar PCB de alta velocidade en software CAD. É necesario ter unha mellor comprensión das potentes ferramentas CAD.
2) Enrutamento de alta velocidade
No que respecta ao enrutamento de alta velocidade, os deseñadores deben comprender as regras do enrutamento básico, incluíndo non cortar as capas de terra e manter o enrutamento curto. Polo tanto, evite a diafonía a unha certa distancia nas liñas dixitais e protexa todos os factores que poidan xerar interferencias para a integridade do sinal.
3) Enrutamento con control de impedancia
Para algúns sinais duns 40-120 ohmios, necesitan adaptación de impedancia. A adaptación de impedancia característica revélase mediante antenas e moitos pares diferenciais.
Os deseñadores deben entender como calcular o ancho do roteamento e a acumulación necesaria do valor da impedancia. Se o valor da impedancia non é correcto, pode ter un impacto grave no sinal, o que pode levar á corrupción dos datos.
4) Trazas con coincidencia de lonxitude
Hai moitas liñas no bus de memoria de alta velocidade e no bus de interface. Estas liñas poden funcionar a frecuencias moi altas, polo que o sinal debe transmitirse simultaneamente desde o emisor ata o receptor. Ademais, require unha característica chamada coincidencia de lonxitude. Polo tanto, os estándares máis comúns definen os valores de tolerancia que deben coincidir coa lonxitude.
5) Minimizar a área do circuíto de retorno de corrente
Os deseñadores de PCB de alta velocidade deben seguir regras básicas, como deseñar unha capa de terra continua e reducir a área do circuíto de retorno de corrente optimizando a ruta de retorno de corrente do roteamento, así como colocando moitas vías cosidas.
Cales son algunhas das mellores prácticas para a fabricación de PCB de alta velocidade?
Domináronse as habilidades de deseño de PCB de alta velocidade, o que garante a integridade do sinal.
Os materiais das placas de circuíto impreso de alta velocidade escóllense axeitadamente para garantir o rendemento da transmisión do sinal.
Realízase o control da produción. Os principais puntos de control durante a produción son o ancho dos circuítos, o espazado entre capas, as vías revestidas de cobre, o grosor do cobre dos circuítos, o grosor da máscara de soldadura, etc.
Cal é o custo de propiedade cando se trata de PCB de alta velocidade?
Os seguintes factores afectarán o custo das placas de circuíto impreso de alta velocidade.
Material (o material do substrato, o grosor do substrato, o grosor do cobre)
O equipo de fabricación empregado
Dificultade de produción
Requisitos do cliente
O método de envasado escollido
O método de entrega escollido
Como deseñar unha placa de circuíto impreso de alta velocidade?
O deseño de PCB de alta velocidade é un proceso relativamente complexo que require unha consideración exhaustiva dos sinais, a impedancia, as liñas de transmisión e moitos outros elementos técnicos. Os seguintes puntos técnicos poden servir de referencia.
Usar varias capas para o enrutamento de forma razoable.
Canto máis curta sexa a conexión entre os pines dos dispositivos de circuíto de alta velocidade, mellor.
Implementar zonas rodeadoras de terra para liñas de sinalización ou unidades locais particularmente importantes.
A liña de sinal de alta frecuencia colocada na capa superficial é propensa a producir unha maior radiación electromagnética. A liña de sinal de alta frecuencia debe colocarse entre a capa de potencia e a capa terrestre. A radiación xerada será moito menor debido á absorción de ondas electromagnéticas pola capa de potencia e a capa inferior.
Cal é a diferenza entre unha placa de circuíto impreso (PCB) de alta velocidade e unha PCB estándar?
Para unha placa de circuíto impreso estándar, a xente preocúpase principalmente polos curtocircuítos, o illamento e outros problemas do cable metálico. Non obstante, coa busca de produtos electrónicos de alto rendemento, é necesario aumentar a frecuencia de transmisión do sinal e a xente preocúpase máis polo deseño da integridade do sinal da placa de circuíto impreso de alta velocidade.
Hai algunha consideración especial ao manexar PCB de alta velocidade?
Hai que ter en conta consideracións especiais no deseño e produción de PCB de alta velocidade ao manipular PCB de alta velocidade.
A lonxitude do enrutamento diferencial debe coincidir.
O roteamento non debe cruzar planos de terra incompletos.
Non coloque puntos de proba en ningunha liña de sinal diferencial de alta velocidade.
Non coloque liñas de sinal de alta velocidade preto ou debaixo de cristais, osciladores, fontes de alimentación de conmutación, orificios de montaxe, dispositivos magnéticos ou chips de sinal periódicos.
Tenta enrutar as liñas de sinal de alta velocidade nas capas superior e inferior cunha capa de terra de referencia completa. Non se recomenda enrutar as liñas no plano interior.
Manteña a distancia entre o sinal de alta velocidade e o bordo da capa de terra de referencia a máis de 90 mil.
Preste atención á manipulación do cableado dos enchufes e conectores.
A anchura, o espazo e a estrutura de disposición da traza de cobre deben controlarse con precisión para cumprir co valor de impedancia axustado.
As probas de impedancia TDR adoitan ser necesarias cando se rematan as placas de circuíto impreso de alta velocidade.
Débense escoller os tipos de materiais axeitados para cumprir as funcións desexadas.
As placas de circuíto impreso de alta velocidade requiren un acabado superficial plano e sempre aconsellamos ENIG para o tratamento superficial ENEPIG.
Cal é a taxa máxima de transferencia de datos que se pode alcanzar nunha placa de circuíto impreso de alta velocidade?
A taxa máxima teórica de transferencia de datos que se pode alcanzar nunha placa de circuíto impreso de alta velocidade é de 10,0 GP (gigabits por segundo), pero isto está a mellorar continuamente.
Hai algunha ferramenta ou proceso especial que se precise para deseñar unha placa de circuíto impreso de alta velocidade?
Ao deseñar unha PCB de alta velocidade, utilízanse ferramentas de software de deseño de PCB e ferramentas de simulación EDA, como Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, etc.
Cómpre sinalar que unha ferramenta de software pode ser axeitada para un proxecto de PCB, mentres que outra ferramenta de software pode ser mellor utilizada para outros tipos de proxectos. Polo tanto, é moi importante atopar a ferramenta de software de deseño de PCB axeitada.
Cales son as especificacións básicas e os provedores de material para PCB de alta velocidade?
O material de alta velocidade pode ser FR4, cerámica, PTFE ou material reforzado con PTFE con 1 GHz a 100 GHz. Hai varios provedores famosos de materiais para PCB de alta velocidade como: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, etc.
Cales son os erros máis comúns á hora de escoller materiais para placas de circuíto impreso (PCB) para sistemas de radar?
Entre os erros habituais na selección de materiais para placas de circuíto impreso (PCB) para sistemas de radar inclúense depender unicamente dun único material (por exemplo, usar FR-4 para aplicacións de alta frecuencia), pasar por alto as necesidades de xestión térmica e ignorar a complexidade da fabricación de materiais avanzados.