Kas yra didelės spartos PCB?
Spausdintinę plokštę, kurios signalo perdavimo dažnis viršija 1 GHz, vadiname didelės spartos spausdintine plokšte.
Kokie yra greitaeigių PCB naudojimo pranašumai?
Siekiant pagerinti signalo dažnį ir išspręsti elektroninių gaminių EMI problemą, buvo gaminamos didelės spartos spausdintinės plokštės (PCB). Didelės spartos spausdintinių plokščių projektavimui sulaukus didelės sėkmės, jų indėlis į EMI tampa vis svarbesnis. Beveik 60 % EMI problemų gali būti išspręstos didelės spartos spausdintinėmis plokštėmis.
Kokios medžiagos naudojamos greitaeigėse PCB plokštėse?
Medžiagos, pasižyminčios atsparumu karščiui, mechaniniam tvirtumui ir geram (patikimumui)
Medžiagos su stabiliais Dk /Df parametrais (mažas variacijos koeficientas priklausomai nuo dažnio ir aplinkos)
Medžiagos, pasižyminčios geru impedanso valdymu
Medžiagos, kurių vario folijos paviršius yra mažai šiurkštus
Rekomenduojama rinktis stiklo pluošto audinį su mažomis plokščiomis skylutėmis.
Į kokius patarimus turėčiau atsižvelgti projektuodamas greitaeigę PCB plokštę?
Žemiau aprašyti keli patarimai, kaip projektuoti greitaeigę PCB plokštę.
1) Naudokite projektavimo programinę įrangą su išplėstinėmis parinktimis
Inžinieriai turi žinoti projektavimo programinę įrangą, kuri gali pasiūlyti pažangias parinktis. Programinės įrangos įrankiams reikia daug sudėtingų funkcijų, kad būtų galima projektuoti didelės spartos spausdintines plokštes CAD programine įranga. Jums reikia geriau suprasti galingus CAD įrankius.
2) Didelės spartos maršrutizavimas
Kalbant apie didelės spartos maršrutizavimą, projektuotojai turi suprasti pagrindines maršrutizavimo taisykles, įskaitant tai, kad negalima nupjauti įžeminimo sluoksnių ir maršrutizavimas turi būti trumpas. Todėl skaitmeninėse linijose tam tikru atstumu venkite trukdžių ir ekranuokite visus veiksnius, kurie gali sukelti trukdžius signalo vientisumui.
3) Maršruto parinkimas su impedanso valdymu
Kai kuriems maždaug 40–120 omų signalams reikalingas impedanso suderinimas. Būdingas impedanso suderinimas nustatomas antenų ir daugelio diferencialinių porų pagalba.
Projektuotojai turi suprasti, kaip apskaičiuoti maršruto plotį ir reikiamą impedanso vertės sankaupą. Jei impedanso vertė neteisinga, tai gali turėti didelės įtakos signalui ir dėl to gali būti sugadinti duomenys.
4) Pėdsakai su ilgio atitikimu
Didelės spartos atminties magistralėje ir sąsajos magistralėje yra daug linijų. Šios linijos gali veikti labai aukštais dažniais, todėl signalas turėtų būti perduodamas vienu metu iš siuntėjo į imtuvą. Be to, tam reikalinga funkcija, vadinama ilgio suderinimu. Todėl labiausiai paplitę standartai apibrėžia tolerancijos vertes, kurias reikia suderinti su ilgiu.
5) Sumažinkite srovės grąžinimo grandinės plotą
Didelės spartos PCB projektuotojai turi laikytis pagrindinių taisyklių, pavyzdžiui, projektuoti ištisinį įžeminimo sluoksnį ir sumažinti srovės grąžinimo grandinės plotą, optimizuojant maršruto srovės grąžinimo kelią, taip pat išdėstyti daug susiūtų kiaurymių.
Kokia yra geriausia greitaeigių PCB gamybos praktika?
Įvaldyti didelės spartos PCB projektavimo įgūdžiai, kurie užtikrina signalo vientisumą.
Didelės spartos PCB medžiagos yra tinkamai parinktos, kad būtų užtikrintas signalo perdavimo našumas.
Atliekama gamybos kontrolė. Pagrindiniai kontrolės taškai gamybos metu yra grandinių plotis, sluoksnių tarpai, variu padengtos kiaurymės, grandinių vario storis, litavimo kaukės storis ir kt.
Kokia yra didelės spartos spausdintinių plokščių eksploatavimo kaina?
Didelės spartos PCB kainą turės įtakos šie veiksniai.
Medžiaga (pagrindo medžiaga, pagrindo storis, vario storis)
Naudojama gamybos įranga
Gamybos sudėtingumas
Kliento reikalavimai
Pasirinktas pakavimo būdas
Pasirinktas pristatymo būdas
Kaip suprojektuoti didelės spartos PCB?
Didelės spartos PCB projektavimas yra gana sudėtingas procesas, reikalaujantis visapusiško signalų, varžos, perdavimo linijų ir daugelio kitų techninių elementų įvertinimo. Šie techniniai punktai gali suteikti tam tikrų nuorodų.
Pagrįstai naudokite daugiasluoksnius maršrutizavimo metodus.
Kuo trumpesnis laidas tarp greitaeigių grandinių įtaisų kaiščių, tuo geriau.
Įrengti ypač svarbių signalinių linijų ar vietinių įrenginių aptvarus.
Aukšto dažnio signalo linija, esanti ant paviršinio sluoksnio, linkusi skleisti didesnę elektromagnetinę spinduliuotę. Aukšto dažnio signalo linija turėtų būti tarp galios sluoksnio ir žemės sluoksnio. Generuojama spinduliuotė bus daug mažesnė dėl elektromagnetinių bangų sugerties galios sluoksnyje ir apatiniame sluoksnyje.
Kuo skiriasi greitaeigė PCB ir standartinė PCB?
Standartinės spausdintinės plokštės atveju žmonės daugiausia nerimauja dėl metalinio laido trumpojo jungimo, izoliacijos ir kitų problemų. Tačiau siekiant didelio elektroninių gaminių našumo, reikia padidinti signalo perdavimo dažnį, o žmonės labiau nerimauja dėl didelės spartos spausdintinės plokštės signalo vientisumo konstrukcijos.
Ar reikia kokių nors ypatingų dalykų dirbant su didelės spartos spausdintinėmis plokštėmis?
Ypatingi aspektai, dirbant su didelės spartos PCB, yra susiję su didelės spartos PCB projektavimu ir gamyba.
Diferencialinio maršruto ilgis turėtų būti suderintas.
Maršrutas neturėtų kirsti neužbaigtų žemės plokštumų.
Nemontuokite bandymo taškų ant jokių diferencinių greitaeigių signalų linijų.
Netieskite didelės spartos signalo linijų šalia ar po kristalais, osciliatoriais, perjungiamaisiais maitinimo šaltiniais, tvirtinimo angomis, magnetiniais įtaisais ar periodinių signalų lustais.
Pabandykite greitaeigius signalo linijas nutiesti viršutiniame ir apatiniame sluoksniuose su pilnu etaloniniu įžeminimo sluoksniu. Nerekomenduojama linijų tiesti vidinėje plokštumoje.
Greitojo geležinkelio signalo ir etaloninio žemės sluoksnio krašto atstumas turi būti didesnis nei 90 mil.
Atkreipkite dėmesį į lizdo ir jungties laidų tvarkymą.
Vario takelio plotis, erdvė ir išdėstymo struktūra turi būti tiksliai kontroliuojami, kad būtų laikomasi griežtos varžos vertės.
TDR impedanso bandymai paprastai reikalingi, kai baigiamos gaminti didelės spartos PCB plokštės.
Reikia pasirinkti tinkamas medžiagų rūšis, kad jos atitiktų norimas funkcijas.
Didelės spartos spausdintinėms plokštėms reikalingas lygus paviršius, todėl ENEPIG paviršiaus apdorojimui visada rekomenduojame ENIG.
Koks maksimalus duomenų perdavimo greitis pasiekiamas naudojant didelės spartos spausdintinę plokštę?
Teorinis maksimalus duomenų perdavimo greitis, pasiekiamas didelės spartos spausdintinėje plokštėje, yra 10,0 GP (gigabitų per sekundę), tačiau šis rodiklis nuolat gerėja.
Ar projektuojant didelės spartos PCB reikalingi kokie nors specialūs įrankiai ar procesai?
Projektuojant didelės spartos PCB, naudojamos reikalingos PCB projektavimo programinės įrangos priemonės ir EDA modeliavimo įrankiai, tokie kaip „Cadence“, „Mentor“, PADS, „Altium“, „HyperLynx“, HFSS, ADS ir kt.
Verta paminėti, kad viena programinės įrangos priemonė gali tikti vienam spausdintinių plokščių projektui, o kita – kitų tipų projektams. Todėl labai svarbu rasti tinkamą spausdintinių plokščių projektavimo programinę įrangą.
Kokios yra pagrindinės greitaeigių PCB medžiagų specifikacijos ir tiekėjai?
Didelės spartos medžiaga gali būti FR4, keramika, PTFE arba PTFE sustiprinta medžiaga, kurios dažnis yra nuo 1 GHz iki 100 GHz. Yra keletas žinomų didelės spartos PCB medžiagų tiekėjų, tokių kaip: „Rogers“, „ISOLA“, „Ventec“, „ITEQ“, „TUC“, „SHENGYI“, „Panasonic“, „Taconic“ ir kt.
Kokios dažniausios klaidos renkantis PCB medžiagas radarų sistemoms?
Dažniausios klaidos renkantis PCB medžiagas radarų sistemoms yra pasikliovimas tik viena medžiaga (pvz., FR-4 naudojimas aukšto dažnio taikymams), šilumos valdymo poreikių nepaisymas ir pažangių medžiagų gamybos sudėtingumo ignoravimas.