Hva er et høyhastighets-PCB?
Vi kaller et PCB med en signaloverføringsfrekvens over 1 GHz et høyhastighetskretskort.
Hva er fordelene med å bruke høyhastighets-PCB-er?
For å forbedre signalfrekvensen og løse EMI-problemet i elektroniske produkter, ble det produsert høyhastighets-PCB-er. Etter at designen av høyhastighets-PCB-er fikk stor suksess, har bidraget til EMI blitt stadig viktigere. Nesten 60 % av EMI-problemene kan løses av høyhastighets-PCB-er.
Hvilke materialer brukes i høyhastighets-PCB-er?
Materialer med varmebestandighet, mekanisk seighet og god (pålitelighet)
Materialer med stabile Dk/Df-parametere (liten variasjonskoeffisient med frekvens og miljø)
Materialer med god impedanskontroll
Materialer med lav ruhet på kobberfolieoverflaten
Det anbefales å velge glassfiberduk med små, flate åpninger.
Hvilke tips bør jeg vurdere når jeg designer et høyhastighets-PCB?
Flere tips for design av et høyhastighets-PCB er beskrevet nedenfor.
1) Bruk designprogramvare med avanserte alternativer
Ingeniører må kjenne til designprogramvare som kan tilby avanserte alternativer. Programvareverktøy krever mange sofistikerte funksjoner for å kunne designe høyhastighets PCB-er i CAD-programvare. Du må ha en bedre forståelse av kraftige CAD-verktøy.
2) Ruting med høy hastighet
Når det gjelder høyhastighetsruting, må designere forstå reglene for grunnleggende ruting, inkludert å ikke kutte av jordlag og holde rutingen kort. Unngå derfor krysstale over en viss avstand på digitale linjer og skjerm alle faktorer som kan generere interferens for signalintegriteten.
3) Ruting med impedanskontroll
For noen signaler på rundt 40–120 ohm trenger de impedanstilpasning. Den karakteristiske impedanstilpasningen avsløres av antenner og mange differensialpar.
Designere må forstå hvordan de skal beregne bredden på rutingen og den nødvendige impedansverdien. Hvis impedansverdien ikke er riktig, kan det ha en alvorlig innvirkning på signalet, noe som kan føre til datakorrupsjon.
4) Spor med lengdetilpasning
Det er mange linjer i høyhastighetsminnebussen og grensesnittbussen. Disse linjene kan operere ved svært høye frekvenser, så signalet bør overføres samtidig fra sender til mottaker. I tillegg krever det en funksjon som kalles lengdetilpasning. Derfor definerer de vanligste standardene toleranseverdiene som må tilpasses lengden.
5) Minimer arealet av strømreturkretsen
Høyhastighets-PCB-designere må følge grunnleggende regler, som å designe et kontinuerlig jordlag og redusere arealet av strømreturkretsen ved å optimalisere strømreturbanen til rutingen, samt plassere mange sammenføyde vias.
Hva er noen beste fremgangsmåter for produksjon av høyhastighets-PCB-er?
Høyhastighets PCB-designferdigheter mestres, noe som sikrer signalintegritet.
Materialene i høyhastighets-PCB-er er riktig valgt for å sikre ytelsen til signaloverføringen.
Produksjonskontroll utføres. De viktigste kontrollpunktene under produksjonen er bredden på kretsene, lagavstanden, vias belagt med kobber, kobbertykkelsen på kretsene, tykkelsen på loddemasken, osv.
Hva er eierkostnadene når det gjelder høyhastighets-PCB-er?
Følgende faktorer vil påvirke kostnaden for høyhastighets-PCB-er.
Materiale (substratmaterialet, substratets tykkelse, kobbertykkelsen)
Produksjonsutstyret som brukes
Vanskelighetsgrad med produksjon
Kundens krav
Den valgte pakkemetoden
Den valgte leveringsmetoden
Hvordan designe høyhastighets PCB?
Høyhastighets PCB-design er en relativt kompleks prosess som krever full vurdering av signaler, impedans, overføringslinjer og mange andre tekniske elementer. Følgende tekniske punkter kan gi en viss referanse.
Bruk flerlagsruting på en rimelig måte.
Jo kortere ledningen mellom pinnene på høyhastighetskretsenheter er, desto bedre.
Implementer bakkeomgivelser for spesielt viktige signallinjer eller lokale enheter.
Høyfrekvente signallinjer plassert på overflatelaget er tilbøyelige til å produsere større elektromagnetisk stråling. Høyfrekvente signallinjer bør plasseres mellom kraftlaget og jordlaget. Strålingen som genereres vil være mye mindre på grunn av absorpsjonen av elektromagnetiske bølger av kraftlaget og bunnlaget.
Hva er forskjellen mellom et høyhastighets-PCB og et standard PCB?
For standard PCB-er er folk hovedsakelig bekymret for kortslutning, isolasjon og andre problemer med metalltråden. Men med jakten på høy ytelse i elektroniske produkter må signaloverføringsfrekvensen økes, og folk er mer bekymret for signalintegritetsdesignet til høyhastighets-PCB-er.
Er det noen spesielle hensyn å ta når man håndterer høyhastighets-PCB-er?
Spesielle hensyn ligger i design og produksjon av høyhastighets-PCB-er ved håndtering av høyhastighets-PCB-er.
Lengden på differensialrutingen bør samsvare.
Rutingen skal ikke krysse ufullstendige jordplan.
Ikke plasser testpunkter på differensielle høyhastighetssignallinjer.
Ikke legg høyhastighetssignallinjer nær eller under krystaller, oscillatorer, svitsjede strømforsyninger, monteringshull, magnetiske enheter eller periodiske signalbrikker.
Prøv å legge høyhastighetssignallinjer på topp- og bunnlaget med et fullt referansejordlag. Det anbefales ikke å legge linjene på det indre planet.
Hold avstanden fra høyhastighetssignalet til kanten av referansejordlaget på mer enn 90 mil.
Vær oppmerksom på håndtering av stikkontakt- og kontaktledninger.
Kobbersporbredde, -avstand og -oppsettstruktur må kontrolleres nøyaktig for å oppfylle den tette impedansverdien.
TDR-impedanstester er vanligvis nødvendige når høyhastighets-PCB-er er ferdige.
Riktige materialtyper bør velges for å oppfylle de ønskede funksjonene.
En flat overflate er nødvendig for høyhastighets-PCB-er, og vi anbefaler alltid ENIG for ENEPIG-overflatebehandling.
Hva er den maksimale dataoverføringshastigheten som kan oppnås på et høyhastighets-PCB?
Den teoretiske maksimale dataoverføringshastigheten som kan oppnås på et høyhastighets-PCB er langt på vei 10,0 GP (gigabit per sekund), men dette forbedres kontinuerlig.
Kreves det noen spesielle verktøy eller prosesser når man designer et høyhastighets-PCB?
Det finnes nødvendige programvareverktøy for PCB-design og EDA-simuleringsverktøy som brukes når man designer et høyhastighets-PCB, for eksempel Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, osv.
Det er verdt å merke seg at ett programvareverktøy kan være egnet for ett PCB-prosjekt, mens et annet programvareverktøy kan brukes bedre til andre typer prosjekter. Derfor er det svært viktig å finne riktig programvareverktøy for PCB-design.
Hva er de grunnleggende spesifikasjonene og leverandørene av høyhastighets PCB-materiale?
Høyhastighetsmaterialer kan være FR4, keramikk, PTFE eller PTFE-forsterket materiale med 1 GHz til 100 GHz. Det finnes flere kjente leverandører av høyhastighets-PCB-materialer, som: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, etc.
Hva er de vanlige feilene ved valg av PCB-materialer til radarsystemer?
Vanlige feil i valg av PCB-material for radarsystemer inkluderer å stole utelukkende på ett enkelt materiale (f.eks. bruke FR-4 for høyfrekvente applikasjoner), overse behovene for termisk styring og ignorere kompleksiteten ved å produsere avanserte materialer.