Ce este un PCB de mare viteză?
Numim un PCB cu o frecvență de transmisie a semnalului peste 1 GHz o placă de circuit imprimat de mare viteză.
Care sunt avantajele utilizării PCB-urilor de mare viteză?
Pentru a îmbunătăți frecvența semnalului și a rezolva problema EMI a produselor electronice, au fost fabricate PCB-uri de mare viteză. După ce proiectarea PCB-urilor de mare viteză a obținut un mare succes, contribuția lor la EMI este din ce în ce mai importantă. Aproape 60% din problemele EMI pot fi rezolvate de PCB-uri de mare viteză.
Ce materiale sunt utilizate în PCB-urile de mare viteză?
Materiale cu rezistență la căldură, tenacitate mecanică și fiabilitate bună
Materiale cu parametri Dk/Df stabili (coeficient mic de variație în funcție de frecvență și mediu)
Materiale cu un bun control al impedanței
Materiale cu rugozitate redusă a suprafeței foliei de cupru
Se recomandă alegerea unei țesături din fibră de sticlă cu deschideri mici și plate.
Ce sfaturi ar trebui să iau în considerare atunci când proiectez un PCB de mare viteză?
Mai jos sunt descrise câteva sfaturi privind proiectarea unui PCB de mare viteză.
1) Folosește software de design cu opțiuni avansate
Inginerii trebuie să cunoască software-ul de proiectare care poate oferi opțiuni avansate. Instrumentele software necesită o mulțime de funcții sofisticate pentru a putea proiecta PCB-uri de mare viteză în software CAD. Trebuie să aveți o mai bună înțelegere a instrumentelor CAD puternice.
2) Rutare de mare viteză
Când vine vorba de rutare de mare viteză, proiectanții trebuie să înțeleagă regulile de bază ale rutării, inclusiv evitarea întreruperii straturilor de masă și menținerea rutării scurte. Prin urmare, vă rugăm să preveniți diafonia pe o anumită distanță pe liniile digitale și să protejați toți factorii care pot genera interferențe pentru integritatea semnalului.
3) Rutare cu control al impedanței
Pentru unele semnale de aproximativ 40-120 ohmi, este necesară adaptarea impedanței. Adaptarea impedanței caracteristice este evidențiată de antene și multe perechi diferențiale.
Proiectanții trebuie să înțeleagă cum să calculeze lățimea rutării și suprapunerea necesară a valorii impedanței. Dacă valoarea impedanței nu este corectă, acest lucru poate avea un impact serios asupra semnalului, ceea ce poate duce la coruperea datelor.
4) Urme cu potrivire de lungime
Există numeroase linii în magistrala de memorie de mare viteză și în magistrala de interfață. Aceste linii pot funcționa la frecvențe foarte înalte, așadar semnalul ar trebui transmis simultan de la emițător la receptor. În plus, este necesară o caracteristică numită potrivire a lungimii. Prin urmare, cele mai comune standarde definesc valorile de toleranță care trebuie adaptate la lungime.
5) Minimizați aria circuitului de retur de curent
Proiectanții de PCB de mare viteză trebuie să respecte reguli de bază, cum ar fi proiectarea unui strat de masă continuu și reducerea suprafeței circuitului de retur de curent prin optimizarea căii de retur de curent a rutării, precum și plasarea multor via-uri cusute.
Care sunt câteva dintre cele mai bune practici pentru fabricarea PCB-urilor de mare viteză?
Abilitățile de proiectare PCB de mare viteză sunt stăpânite, ceea ce asigură integritatea semnalului.
Materialele PCB-urilor de mare viteză sunt selectate corespunzător pentru a asigura performanța transmisiei semnalului.
Se efectuează controlul producției. Principalele puncte de control în timpul producției sunt lățimea circuitelor, spațierea straturilor, via-urile placate cu cupru, grosimea cuprului circuitelor, grosimea măștii de lipire etc.
Care este costul de proprietate atunci când vine vorba de PCB-uri de mare viteză?
Următorii factori vor afecta costul PCB-urilor de mare viteză.
Material (materialul substratului, grosimea substratului, grosimea cuprului)
Echipamentele de fabricație utilizate
Dificultatea producției
Cerințele clientului
Metoda de ambalare aleasă
Metoda de livrare aleasă
Cum se proiectează un PCB de mare viteză?
Proiectarea PCB-urilor de mare viteză este un proces relativ complex care necesită o luare în considerare a semnalelor, impedanței, liniilor de transmisie și a multor alte elemente tehnice. Următoarele puncte tehnice pot oferi câteva referințe.
Folosiți mai multe straturi pentru rutare în mod rezonabil.
Cu cât firul dintre pinii dispozitivelor cu circuite de mare viteză este mai scurt, cu atât mai bine.
Implementați împrejurimi la sol pentru liniile de semnal deosebit de importante sau unitățile locale.
Linia de semnal de înaltă frecvență plasată pe stratul de suprafață este predispusă să producă radiații electromagnetice mai mari. Linia de semnal de înaltă frecvență ar trebui plasată între stratul de putere și stratul de sol. Radiația generată va fi mult mai mică datorită absorbției undelor electromagnetice de către stratul de putere și stratul inferior.
Care este diferența dintre un PCB de mare viteză și un PCB standard?
În cazul unui PCB standard, oamenii sunt preocupați în principal de scurtcircuit, izolație și alte probleme ale firului metalic. Cu toate acestea, odată cu urmărirea performanței ridicate a produselor electronice, frecvența de transmisie a semnalului trebuie crescută, iar oamenii sunt mai preocupați de designul integrității semnalului PCB-urilor de mare viteză.
Există considerații speciale la manipularea PCB-urilor de mare viteză?
Considerații speciale trebuie luate în considerare în proiectarea și producția de PCB-uri de mare viteză atunci când se manipulează PCB-uri de mare viteză.
Lungimea rutării diferențiale trebuie să fie potrivită.
Rutarea nu trebuie să traverseze planuri de masă incomplete.
Nu amplasați puncte de testare pe linii de semnal diferențial de mare viteză.
Nu dirijați liniile de semnal de mare viteză în apropierea sau sub cristale, oscilatoare, surse de alimentare în comutație, găuri de montare, dispozitive magnetice sau cipuri de semnal periodice.
Încercați să rutați liniile de semnal de mare viteză pe straturile superioare și inferioare cu un strat de masă de referință complet. Nu se recomandă rutarea liniilor pe planul interior.
Păstrați distanța dintre semnalul de mare viteză și marginea stratului de sol de referință la o valoare mai mare de 90 mil.
Acordați atenție manipulării cablajului prizei și conectorilor.
Lățimea, spațiul și structura de stratificare a urmei de cupru trebuie controlate cu precizie pentru a respecta valoarea strictă a impedanței.
Testele de impedanță TDR sunt de obicei necesare atunci când PCB-urile de mare viteză sunt finalizate.
Trebuie alese tipurile de materiale adecvate pentru a îndeplini funcțiile dorite.
Pentru PCB-urile de mare viteză este necesară o suprafață plană, iar noi recomandăm întotdeauna ENIG pentru tratamentul de suprafață ENEPIG.
Care este rata maximă de transfer de date care poate fi atinsă pe un PCB de mare viteză?
Rata maximă teoretică de transfer de date care poate fi atinsă pe un PCB de mare viteză este de departe de 10.0GPs (Gigabiți pe secundă), dar aceasta se îmbunătățește continuu.
Există instrumente sau procese speciale necesare la proiectarea unui PCB de mare viteză?
Există instrumente software necesare pentru proiectarea PCB-urilor și instrumente de simulare EDA utilizate la proiectarea unui PCB de mare viteză, cum ar fi Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS etc.
Este demn de remarcat faptul că un instrument software poate fi potrivit pentru un proiect PCB, în timp ce un alt instrument software poate fi mai bine utilizat pentru alte tipuri de proiecte. Prin urmare, este foarte important să găsiți instrumentul software potrivit pentru proiectarea PCB.
Care sunt specificațiile de bază și furnizorii de materiale PCB de mare viteză?
Materialele de mare viteză pot fi FR4, ceramică, PTFE sau material armat cu PTFE cu o frecvență de la 1 Ghz la 100 Ghz. Există mai mulți furnizori renumiți de materiale PCB de mare viteză, cum ar fi: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic etc.
Care sunt greșelile frecvente în alegerea materialelor PCB pentru sistemele radar?
Greșelile frecvente în selecția materialelor PCB pentru sistemele radar includ utilizarea exclusivă a unui singur material (de exemplu, utilizarea FR-4 pentru aplicații de înaltă frecvență), ignorarea nevoilor de gestionare termică și ignorarea complexității fabricării materialelor avansate.