Często zadawane pytania

Płytkę drukowaną o częstotliwości transmisji sygnału powyżej 1 GHz nazywamy szybką płytką drukowaną.

Materiały o odporności na ciepło, wytrzymałości mechanicznej i dobrej (niezawodności)

Materiały o stabilnych parametrach Dk/Df (mały współczynnik zmienności w zależności od częstotliwości i środowiska)

Materiały o dobrej kontroli impedancji

Materiały o małej chropowatości powierzchni folii miedzianej

Zaleca się stosowanie tkaniny z włókna szklanego z małymi, płaskimi otworami.

Poniżej przedstawiono kilka wskazówek dotyczących projektowania szybkich płytek PCB.

1) Użyj oprogramowania do projektowania z zaawansowanymi opcjami

Inżynierowie muszą znać oprogramowanie projektowe, które oferuje zaawansowane opcje. Narzędzia programowe wymagają wielu zaawansowanych funkcji, aby móc projektować szybkie płytki PCB w oprogramowaniu CAD. Konieczne jest lepsze zrozumienie zaawansowanych narzędzi CAD.

2) Routing o dużej prędkości

W przypadku routingu o dużej prędkości projektanci muszą rozumieć podstawowe zasady routingu, w tym nieodcinanie warstw uziemienia i utrzymywanie krótkich odcinków. Dlatego należy zapobiegać przesłuchom na pewnej odległości na liniach cyfrowych i ekranować wszystkie czynniki, które mogą zakłócać integralność sygnału.

3) Trasowanie z kontrolą impedancji

Niektóre sygnały o impedancji około 40–120 omów wymagają dopasowania impedancji. Charakterystyczne dopasowanie impedancji jest widoczne w antenach i wielu parach różnicowych.

Projektanci muszą wiedzieć, jak obliczyć szerokość ścieżki i wymagany stosunek impedancji do sumy. Nieprawidłowa wartość impedancji może mieć poważny wpływ na sygnał, co może prowadzić do uszkodzenia danych.

4) Ślady z dopasowaniem długości

Szybka magistrala pamięci i magistrala interfejsu zawierają wiele linii. Linie te mogą pracować z bardzo wysokimi częstotliwościami, dlatego sygnał powinien być przesyłany jednocześnie od nadawcy do odbiorcy. Dodatkowo, wymaga to funkcji zwanej dopasowaniem długości. Dlatego też najpopularniejsze standardy określają wartości tolerancji, które muszą być dopasowane do długości.

5) Zminimalizuj obszar obwodu powrotnego prądu

Projektanci szybkich płytek PCB muszą przestrzegać podstawowych zasad, takich jak zaprojektowanie ciągłej warstwy uziemiającej i zmniejszenie powierzchni obwodu powrotu prądu poprzez optymalizację ścieżki powrotu prądu, a także umieszczenie wielu przelotek zszytych.

Opanowano umiejętności projektowania szybkich płytek PCB, co zapewnia integralność sygnału.

Materiały stosowane w płytkach PCB o dużej prędkości są odpowiednio dobierane, aby zagwarantować odpowiednią wydajność transmisji sygnału.

Przeprowadzana jest kontrola produkcji. Głównymi punktami kontrolnymi podczas produkcji są: szerokość obwodów, odstępy między warstwami, ilość przelotek pokrytych miedzią, grubość miedzi w obwodach, grubość maski lutowniczej itp.

Na koszt szybkich płytek PCB wpływają następujące czynniki.

Materiał (materiał podłoża, grubość podłoża, grubość miedzi)

Sprzęt produkcyjny używany

Trudność produkcji

Wymagania klienta

Wybrana metoda pakowania

Wybrana metoda dostawy

Projektowanie szybkich płytek PCB to stosunkowo złożony proces, który wymaga pełnego uwzględnienia sygnałów, impedancji, linii transmisyjnych i wielu innych elementów technicznych. Poniższe punkty techniczne mogą stanowić punkt odniesienia.

Do routingu należy stosować rozsądnie wiele warstw.

Im krótszy odcinek między pinami urządzeń o dużej szybkości transmisji, tym lepiej.

Wprowadź otoczenie naziemne dla szczególnie ważnych linii sygnałowych lub jednostek lokalnych.

Linia sygnałowa wysokiej częstotliwości umieszczona na warstwie powierzchniowej jest podatna na generowanie większego promieniowania elektromagnetycznego. Linia sygnałowa wysokiej częstotliwości powinna być umieszczona między warstwą zasilania a warstwą uziemienia. Generowane promieniowanie będzie znacznie mniejsze ze względu na absorpcję fal elektromagnetycznych przez warstwę zasilania i warstwę dolną.

W przypadku standardowej płytki PCB, użytkownicy zwracają uwagę głównie na zwarcia, izolację i inne problemy związane z metalowym przewodem. Jednak dążenie do wysokiej wydajności produktów elektronicznych wymaga zwiększenia częstotliwości transmisji sygnału, a użytkownicy coraz bardziej zwracają uwagę na integralność sygnału w projektowaniu szybkich płytek PCB.

Podczas projektowania i produkcji szybkich płytek PCB należy wziąć pod uwagę szczególne wymagania.

Długość trasy różnicowej powinna być dopasowana.

Trasa nie powinna przebiegać przez niekompletne płaszczyzny gruntu.

Nie umieszczaj punktów testowych na żadnych różnicowych liniach sygnałowych o dużej prędkości.

Nie należy prowadzić linii sygnałowych dużej prędkości w pobliżu lub pod kryształami, oscylatorami, zasilaczami impulsowymi, otworami montażowymi, urządzeniami magnetycznymi ani układami sygnałowymi o charakterze okresowym.

Staraj się prowadzić linie sygnałowe dużej prędkości na warstwach górnej i dolnej z pełnym uziemieniem referencyjnym. Nie zaleca się prowadzenia linii na płaszczyźnie wewnętrznej.

Utrzymuj odległość między sygnałem dużej prędkości a krawędzią warstwy uziemienia wynoszącą co najmniej 90 mil.

Należy zwrócić uwagę na sposób obchodzenia się z okablowaniem gniazd i złączy.

Szerokość ścieżek miedzianych, odstępy i struktura układu muszą być precyzyjnie kontrolowane, aby spełnić wymagania dotyczące impedancji.

Pomiary impedancji TDR są zwykle konieczne po zakończeniu produkcji szybkich płytek PCB.

Należy wybrać odpowiednie rodzaje materiałów, aby spełnić pożądane funkcje.

W przypadku szybkich płytek PCB konieczne jest płaskie wykończenie powierzchni, dlatego zawsze doradzamy firmę ENIG w zakresie obróbki powierzchni ENEPIG.

Teoretyczna maksymalna szybkość przesyłu danych możliwa do osiągnięcia na płytce PCB o dużej szybkości wynosi 10,0 GPs (gigabitów na sekundę), ale wartość ta stale się poprawia.

Do projektowania szybkich płytek PCB wymagane są narzędzia programowe do projektowania płytek PCB oraz narzędzia symulacyjne EDA, takie jak Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS itp.

Warto zauważyć, że jedno narzędzie programowe może być odpowiednie dla jednego projektu PCB, podczas gdy inne może być lepiej wykorzystane w innych typach projektów. Dlatego tak ważne jest, aby znaleźć odpowiednie oprogramowanie do projektowania PCB.

Materiał o wysokiej prędkości może być wykonany z FR4, ceramiki, PTFE lub materiału wzmocnionego PTFE o częstotliwości od 1 GHz do 100 GHz. Istnieje kilku znanych dostawców materiałów PCB o wysokiej prędkości, takich jak: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic itp.

Do typowych błędów przy wyborze materiałów PCB do systemów radarowych zalicza się poleganie wyłącznie na jednym materiale (np. stosowanie FR-4 w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości), pomijanie wymogów dotyczących zarządzania ciepłem i ignorowanie złożoności procesu produkcji zaawansowanych materiałów.