Apa itu PCB Kecepatan Tinggi?
Kami menyebut PCB dengan frekuensi transmisi sinyal di atas 1 GHz sebagai papan sirkuit tercetak berkecepatan tinggi.
Apa saja keuntungan menggunakan PCB berkecepatan tinggi?
Untuk meningkatkan frekuensi sinyal dan mengatasi masalah EMI pada produk elektronik, PCB berkecepatan tinggi diproduksi. Setelah desain PCB berkecepatan tinggi meraih kesuksesan besar, kontribusinya terhadap EMI semakin penting. Hampir 60% masalah EMI dapat diatasi dengan PCB berkecepatan tinggi.
Material apa saja yang digunakan dalam PCB berkecepatan tinggi?
Material dengan ketahanan panas, ketangguhan mekanik, dan keandalan yang baik.
Material dengan parameter Dk/Df yang stabil (koefisien variasi kecil terhadap frekuensi dan lingkungan)
Material dengan kontrol impedansi yang baik
Material dengan kekasaran permukaan lembaran tembaga yang rendah
Disarankan untuk memilih kain serat kaca dengan lubang-lubang kecil dan rata.
Apa saja kiat yang perlu saya pertimbangkan saat mendesain PCB berkecepatan tinggi?
Beberapa kiat tentang mendesain PCB berkecepatan tinggi dijelaskan di bawah ini.
1) Gunakan perangkat lunak desain dengan opsi lanjutan
Para insinyur perlu mengetahui perangkat lunak desain yang dapat menyediakan opsi tingkat lanjut. Perangkat lunak membutuhkan banyak fitur canggih agar dapat mendesain PCB berkecepatan tinggi dalam perangkat lunak CAD. Anda perlu memiliki pemahaman yang lebih baik tentang perangkat lunak CAD yang canggih.
2) Rute berkecepatan tinggi
Dalam hal perutean berkecepatan tinggi, perancang perlu memahami aturan perutean dasar, termasuk tidak memotong lapisan ground dan menjaga agar perutean tetap pendek. Oleh karena itu, harap cegah crosstalk pada jarak tertentu di jalur digital dan lindungi semua faktor yang dapat menimbulkan interferensi demi integritas sinyal.
3) Perutean dengan kontrol impedansi
Untuk beberapa sinyal sekitar 40-120 ohm, diperlukan pencocokan impedansi. Karakteristik pencocokan impedansi ditunjukkan oleh antena dan banyak pasangan diferensial.
Para perancang perlu memahami cara menghitung lebar jalur routing dan susunan nilai impedansi yang diperlukan. Jika nilai impedansi tidak tepat, hal itu dapat berdampak serius pada sinyal, yang dapat menyebabkan kerusakan data.
4) Jejak dengan pencocokan panjang
Terdapat banyak jalur pada bus memori berkecepatan tinggi dan bus antarmuka. Jalur-jalur ini dapat beroperasi pada frekuensi yang sangat tinggi, sehingga sinyal harus ditransmisikan secara simultan dari pengirim ke penerima. Selain itu, diperlukan fitur yang disebut pencocokan panjang. Oleh karena itu, standar yang paling umum mendefinisikan nilai toleransi yang perlu dicocokkan dengan panjang tersebut.
5) Minimalkan luas rangkaian pengembalian arus.
Perancang PCB berkecepatan tinggi perlu mengikuti aturan dasar, seperti merancang lapisan ground yang kontinu dan mengurangi luas sirkuit pengembalian arus dengan mengoptimalkan jalur pengembalian arus pada routing, serta menempatkan banyak via yang disambung.
Apa saja praktik terbaik untuk memproduksi PCB berkecepatan tinggi?
Keterampilan desain PCB berkecepatan tinggi telah dikuasai, yang menjamin integritas sinyal.
Material yang digunakan pada PCB berkecepatan tinggi dipilih dengan tepat untuk memastikan kinerja transmisi sinyal.
Pengendalian produksi dilakukan. Titik kontrol utama selama produksi adalah lebar sirkuit, jarak antar lapisan, vias yang dilapisi tembaga, ketebalan tembaga sirkuit, ketebalan lapisan solder mask, dan lain sebagainya.
Berapakah biaya kepemilikan untuk PCB berkecepatan tinggi?
Faktor-faktor berikut akan memengaruhi biaya PCB berkecepatan tinggi.
Material (bahan substrat, ketebalan substrat, ketebalan tembaga)
Peralatan manufaktur yang digunakan
Kesulitan produksi
Persyaratan pelanggan
Metode pengemasan yang dipilih
Metode pengiriman yang dipilih
Bagaimana Cara Mendesain PCB Berkecepatan Tinggi?
Desain PCB berkecepatan tinggi adalah proses yang relatif kompleks yang membutuhkan pertimbangan penuh terhadap sinyal, impedansi, jalur transmisi, dan banyak elemen teknis lainnya. Poin-poin teknis berikut dapat memberikan beberapa referensi.
Gunakan lapisan multi-layer untuk perutean secara wajar.
Semakin pendek jarak antar pin pada perangkat sirkuit berkecepatan tinggi, semakin baik.
Terapkan pelindung tanah untuk jalur sinyal atau unit lokal yang sangat penting.
Saluran sinyal frekuensi tinggi yang ditempatkan pada lapisan permukaan cenderung menghasilkan radiasi elektromagnetik yang lebih besar. Saluran sinyal frekuensi tinggi sebaiknya ditempatkan di antara lapisan daya dan lapisan tanah. Radiasi yang dihasilkan akan jauh lebih kecil karena penyerapan gelombang elektromagnetik oleh lapisan daya dan lapisan bawah.
Apa perbedaan antara PCB berkecepatan tinggi dan PCB standar?
Untuk PCB standar, orang-orang terutama memperhatikan masalah korsleting, isolasi, dan masalah lain pada kawat logam. Namun, dengan mengejar kinerja tinggi produk elektronik, frekuensi transmisi sinyal perlu ditingkatkan dan orang-orang lebih memperhatikan desain integritas sinyal pada PCB berkecepatan tinggi.
Apakah ada pertimbangan khusus saat menangani PCB berkecepatan tinggi?
Pertimbangan khusus terdapat pada desain dan produksi PCB berkecepatan tinggi saat menangani PCB berkecepatan tinggi.
Panjang jalur diferensial harus disesuaikan.
Rute tersebut tidak boleh melewati bidang tanah yang belum lengkap.
Jangan menempatkan titik uji pada jalur sinyal kecepatan tinggi diferensial mana pun.
Jangan arahkan jalur sinyal berkecepatan tinggi di dekat atau di bawah kristal, osilator, catu daya switching, lubang pemasangan, perangkat magnetik, atau chip sinyal periodik.
Cobalah untuk merutekan jalur sinyal berkecepatan tinggi pada lapisan atas dan bawah dengan lapisan dasar referensi penuh. Tidak disarankan untuk merutekan jalur pada bidang dalam.
Jaga jarak antara sinyal kecepatan tinggi dan tepi lapisan tanah referensi lebih dari 90 mil.
Perhatikan cara menangani kabel soket dan konektor.
Lebar jalur, jarak, dan struktur susunan Coppe harus dikontrol secara tepat untuk memenuhi nilai impedansi yang ketat.
Pengujian impedansi TDR biasanya diperlukan ketika PCB berkecepatan tinggi telah selesai diproduksi.
Jenis material yang tepat harus dipilih untuk memenuhi fungsi yang diinginkan.
Permukaan yang rata sangat dibutuhkan untuk PCB berkecepatan tinggi, dan kami selalu menyarankan ENIG untuk perawatan permukaan ENEPIG.
Berapakah kecepatan transfer data maksimum yang dapat dicapai pada PCB berkecepatan tinggi?
Kecepatan transfer data maksimum teoritis yang dapat dicapai pada PCB berkecepatan tinggi adalah 10,0 GPs (Gigabit per detik), dan ini terus meningkat.
Apakah ada alat atau proses khusus yang dibutuhkan saat mendesain PCB berkecepatan tinggi?
Terdapat perangkat lunak desain PCB dan alat simulasi EDA yang dibutuhkan untuk mendesain PCB berkecepatan tinggi, seperti Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, dll.
Perlu dicatat bahwa satu perangkat lunak mungkin cocok untuk satu proyek PCB, sementara perangkat lunak lain mungkin lebih baik digunakan untuk jenis proyek lainnya. Oleh karena itu, sangat penting untuk menemukan perangkat lunak desain PCB yang tepat.
Apa saja spesifikasi dasar dan pemasok material PCB berkecepatan tinggi?
Material berkecepatan tinggi dapat berupa FR4, keramik, PTFE, atau material yang diperkuat PTFE dengan frekuensi 1 GHz hingga 100 GHz. Terdapat beberapa pemasok material PCB berkecepatan tinggi yang terkenal, seperti: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, dll.
Apa saja kesalahan umum dalam memilih material PCB untuk sistem radar?
Kesalahan umum dalam pemilihan material PCB untuk sistem radar meliputi hanya mengandalkan satu material (misalnya, menggunakan FR-4 untuk aplikasi frekuensi tinggi), mengabaikan kebutuhan manajemen termal, dan mengabaikan kompleksitas pembuatan material canggih.