Kas ir ātrgaitas PCB?
PCB ar signāla pārraides frekvenci virs 1 GHz mēs saucam par ātrdarbīgu iespiedshēmas plati.
Kādas ir ātrgaitas PCB izmantošanas priekšrocības?
Lai uzlabotu signāla frekvenci un atrisinātu elektronisko izstrādājumu EMI problēmu, tika ražotas ātrdarbīgas PCB. Pēc tam, kad ātrdarbīgo PCB dizains guva lielus panākumus, to ieguldījums EMI jomā kļūst arvien svarīgāks. Gandrīz 60% EMI problēmu var atrisināt ar ātrdarbīgām PCB.
Kādi materiāli tiek izmantoti ātrgaitas PCB ražošanā?
Materiāli ar karstumizturību, mehānisko izturību un labu (uzticamību)
Materiāli ar stabiliem Dk/Df parametriem (mazs variācijas koeficients atkarībā no frekvences un vides)
Materiāli ar labu impedances kontroli
Materiāli ar zemu vara folijas virsmas raupjumu
Ieteicams izvēlēties stikla šķiedras audumu ar maziem, plakaniem atvērumiem.
Kādi padomi jāņem vērā, projektējot ātrgaitas PCB?
Tālāk ir aprakstīti vairāki padomi ātrgaitas PCB projektēšanai.
1) Izmantojiet projektēšanas programmatūru ar papildu iespējām
Inženieriem ir jāzina projektēšanas programmatūra, kas var nodrošināt uzlabotas iespējas. Programmatūras rīkiem ir nepieciešamas daudzas sarežģītas funkcijas, lai varētu projektēt ātrdarbīgas PCB plates CAD programmatūrā. Jums ir labāk jāsaprot jaudīgi CAD rīki.
2) Ātrgaitas maršrutēšana
Runājot par ātrgaitas maršrutēšanu, projektētājiem ir jāsaprot pamata maršrutēšanas noteikumi, tostarp zemes slāņu nenogriešana un īsa maršrutēšana. Tāpēc, lūdzu, novērsiet šķērstraucējumus noteiktā attālumā digitālajās līnijās un ekranējiet visus faktorus, kas var radīt traucējumus signāla integritātei.
3) Maršrutēšana ar impedances kontroli
Dažiem aptuveni 40–120 omu signāliem ir nepieciešama impedances saskaņošana. Raksturīgo impedances saskaņošanu atklāj antenas un daudzi diferenciālie pāri.
Projektētājiem ir jāsaprot, kā aprēķināt maršrutēšanas platumu un nepieciešamo impedances vērtības palielinājumu. Ja impedances vērtība nav pareiza, tas var nopietni ietekmēt signālu, kas var izraisīt datu bojājumus.
4) Trases ar garuma saskaņošanu
Ātrdarbīgajā atmiņas kopnē un saskarnes kopnē ir daudz līniju. Šīs līnijas var darboties ļoti augstās frekvencēs, tāpēc signāls no sūtītāja uz uztvērēju jāpārraida vienlaicīgi. Turklāt tam ir nepieciešama funkcija, ko sauc par garuma saskaņošanu. Tāpēc visizplatītākie standarti nosaka pielaides vērtības, kas jāsaskaņo ar garumu.
5) Samaziniet strāvas atgriešanas ķēdes laukumu līdz minimumam
Ātrdarbīgu PCB projektētājiem ir jāievēro pamatnoteikumi, piemēram, jāprojektē nepārtraukts zemes slānis un jāsamazina strāvas atgriešanas ķēdes laukums, optimizējot maršrutēšanas strāvas atgriešanas ceļu, kā arī jāizvieto daudzas sašūtas atveres.
Kādas ir labākās prakses ātrgaitas PCB ražošanā?
Tiek apgūtas ātrdarbīgas PCB projektēšanas prasmes, kas nodrošina signāla integritāti.
Ātrgaitas PCB materiāli ir pareizi izvēlēti, lai nodrošinātu signāla pārraides veiktspēju.
Tiek veikta ražošanas kontrole. Galvenie kontroles punkti ražošanas laikā ir shēmu platums, slāņu atstatums, ar varu pārklātie caurumi, shēmu vara biezums, lodēšanas maskas biezums utt.
Kādas ir ātrgaitas PCB īpašumtiesību izmaksas?
Ātrgaitas PCB izmaksas ietekmēs šādi faktori.
Materiāls (substrāta materiāls, substrāta biezums, vara biezums)
Izmantotās ražošanas iekārtas
Ražošanas grūtības
Klienta prasības
Izvēlētā iepakošanas metode
Izvēlētā piegādes metode
Kā izstrādāt ātrgaitas PCB?
Ātrdarbīgu PCB dizainu var uzskatīt par samērā sarežģītu procesu, kurā jāņem vērā signāli, pretestība, pārraides līnijas un daudzi citi tehniski elementi. Turpmāk minētie tehniskie punkti var sniegt nelielu atsauci.
Maršrutēšanai saprātīgi izmantojiet vairākus slāņus.
Jo īsāks ir vads starp ātrgaitas shēmu ierīču tapām, jo labāk.
Izveidot zemes apmales īpaši svarīgām signāllīnijām vai lokālām vienībām.
Augstas frekvences signāla līnija, kas novietota uz virsmas slāņa, mēdz radīt lielāku elektromagnētisko starojumu. Augstas frekvences signāla līnija jānovieto starp jaudas slāni un zemes slāni. Radītais starojums būs daudz mazāks, pateicoties elektromagnētisko viļņu absorbcijai jaudas slānī un apakšējā slānī.
Kāda ir atšķirība starp ātrgaitas PCB un standarta PCB?
Standarta PCB gadījumā cilvēkus galvenokārt uztrauc metāla stieples īsslēgums, izolācija un citas problēmas. Tomēr, tiecoties pēc augstas elektronisko izstrādājumu veiktspējas, ir jāpalielina signāla pārraides frekvence, un cilvēkus vairāk uztrauc ātrgaitas PCB signāla integritātes dizains.
Vai, rīkojoties ar ātrgaitas PCB, ir jāņem vērā kādi īpaši apsvērumi?
Īpaši apsvērumi ir jāņem vērā ātrgaitas PCB projektēšanā un ražošanā, strādājot ar ātrgaitas PCB.
Diferenciālā maršrutēšanas garumam jābūt saskaņotam.
Maršrutēšanai nevajadzētu šķērsot nepabeigtas zemes plaknes.
Nenovietojiet testa punktus uz diferenciālām ātrgaitas signālu līnijām.
Nenovietojiet ātrgaitas signāla līnijas kristālu, oscilatoru, komutācijas barošanas avotu, montāžas caurumu, magnētisko ierīču vai periodisko signālu mikroshēmu tuvumā vai zem tām.
Centieties ātrgaitas signāla līnijas izvietot augšējā un apakšējā slānī ar pilnu atskaites zemes slāni. Nav ieteicams līnijas izvietot iekšējā plaknē.
Saglabājiet attālumu no ātrgaitas signāla līdz atsauces zemes slāņa malai vairāk nekā 90 mil.
Pievērsiet uzmanību kontaktligzdas un savienotāja vadu apstrādei.
Lai atbilstu stingrajai impedances vērtībai, ir precīzi jākontrolē vara trases platums, atstarpe un izkārtojuma struktūra.
TDR impedances testi parasti ir nepieciešami, kad ir pabeigtas ātrgaitas PCB plates.
Lai izpildītu vēlamās funkcijas, jāizvēlas atbilstoši materiālu veidi.
Ātrdarbīgām PCB platēm ir nepieciešama līdzena virsmas apdare, un ENEPIG virsmas apstrādei mēs vienmēr iesakām ENIG.
Kāds ir maksimālais datu pārraides ātrums, ko var sasniegt uz ātrdarbīgas PCB plates?
Teorētiskais maksimālais datu pārsūtīšanas ātrums, ko var sasniegt uz ātrdarbīgas PCB plates, ir 10,0 GP (gigabiti sekundē), taču tas nepārtraukti uzlabojas.
Vai, projektējot ātrgaitas PCB, ir nepieciešami kādi īpaši instrumenti vai procesi?
Ātrdarbīgu PCB projektēšanai ir nepieciešami PCB projektēšanas programmatūras rīki un EDA simulācijas rīki, piemēram, Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS utt.
Ir vērts atzīmēt, ka viens programmatūras rīks var būt piemērots vienam PCB projektam, savukārt cits programmatūras rīks var būt labāk piemērots cita veida projektiem. Tāpēc ir ļoti svarīgi atrast pareizo PCB projektēšanas programmatūras rīku.
Kādas ir ātrgaitas PCB materiāla pamatspecifikācijas un piegādātāji?
Ātrdarbīgs materiāls var būt FR4, keramika, PTFE vai ar PTFE pastiprināts materiāls ar frekvenci no 1 GHz līdz 100 GHz. Ir vairāki slaveni ātrdarbīgu PCB materiālu piegādātāji, piemēram: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic u.c.
Kādas ir biežāk pieļautās kļūdas, izvēloties PCB materiālus radaru sistēmām?
Bieži pieļautās kļūdas PCB materiālu izvēlē radaru sistēmām ietver paļaušanos tikai uz vienu materiālu (piemēram, FR-4 izmantošanu augstfrekvences lietojumprogrammām), termiskās pārvaldības vajadzību ignorēšanu un progresīvu materiālu ražošanas sarežģītības ignorēšanu.