Vad är ett höghastighets-PCB?
Vi kallar ett kretskort med en signalöverföringsfrekvens över 1 GHz för ett höghastighetskretskort.
Vilka är fördelarna med att använda höghastighets-PCB?
För att förbättra signalfrekvensen och lösa EMI-problemet i elektroniska produkter tillverkades höghastighets-PCB. Efter att designen av höghastighets-PCB blivit stor framgång har dess bidrag till EMI blivit allt viktigare. Nästan 60 % av EMI-problemen kan lösas med höghastighets-PCB.
Vilka material används i höghastighets-PCB?
Material med värmebeständighet, mekanisk seghet och god (tillförlitlighet)
Material med stabila Dk/Df-parametrar (liten variationskoefficient med frekvens och miljö)
Material med god impedanskontroll
Material med låg ojämnhet i kopparfoliens yta
Det rekommenderas att välja glasfiberduk med små, plana öppningar.
Vilka tips bör jag tänka på när jag designar ett höghastighets-PCB?
Flera tips för att designa ett höghastighets-PCB beskrivs nedan.
1) Använd designprogramvara med avancerade alternativ
Ingenjörer behöver känna till designprogramvara som kan erbjuda avancerade alternativ. Programvaruverktyg kräver många sofistikerade funktioner för att kunna designa höghastighetskretskort i CAD-programvara. Du behöver ha en bättre förståelse för kraftfulla CAD-verktyg.
2) Höghastighetsrutt
När det gäller höghastighetsrouting måste konstruktörer förstå reglerna för grundläggande routing, inklusive att inte avbryta jordlager och hålla routingen kort. Undvik därför överhörning över ett visst avstånd på digitala linjer och skärma av alla faktorer som kan generera störningar för signalintegriteten.
3) Routing med impedanskontroll
För vissa signaler på cirka 40–120 ohm behöver de impedansmatchning. Den karakteristiska impedansmatchningen avslöjas av antenner och många differentialpar.
Konstruktörer behöver förstå hur man beräknar bredden på routingen och den nödvändiga impedansuppbyggnaden. Om impedansvärdet inte är korrekt kan det ha en allvarlig inverkan på signalen, vilket kan leda till datakorruption.
4) Spår med längdmatchning
Det finns många linjer i höghastighetsminnesbussen och gränssnittsbussen. Dessa linjer kan arbeta vid mycket höga frekvenser, så signalen bör överföras samtidigt från sändaren till mottagaren. Dessutom krävs en funktion som kallas längdmatchning. Därför definierar de vanligaste standarderna de toleransvärden som behöver matchas med längden.
5) Minimera arean av strömåterledningskretsen
Konstruktörer av höghastighets-PCB måste följa grundläggande regler, som att designa ett kontinuerligt jordlager och minska arean av strömåterkopplingskretsen genom att optimera strömåterkopplingsvägen för dragningen, samt placera många sammanfogade vias.
Vilka är några bästa metoder för tillverkning av höghastighets-PCB:er?
Höghastighets-PCB-design behärskas, vilket säkerställer signalintegritet.
Materialen i höghastighets-PCB:er är noggrant valda för att säkerställa signalöverföringens prestanda.
Produktionskontroll utförs. De viktigaste kontrollpunkterna under produktionen är kretsarnas bredd, lageravstånd, kopparpläterade vior, kretsarnas koppartjocklek, lödmaskens tjocklek etc.
Vad är ägandekostnaden när det gäller höghastighets-PCB:er?
Följande faktorer kommer att påverka kostnaden för höghastighets-PCB:er.
Material (substratmaterialet, substratets tjocklek, kopparns tjocklek)
Den tillverkningsutrustning som används
Produktionssvårigheter
Kundens krav
Den valda förpackningsmetoden
Den valda leveransmetoden
Hur man designar höghastighets-PCB?
Design av höghastighets-PCB är en relativt komplex process som kräver fullständig hänsyn till signaler, impedans, transmissionsledningar och många andra tekniska element. Följande tekniska punkter kan ge viss referens.
Använd flera lager för routing på ett rimligt sätt.
Ju kortare ledningen mellan stiften på höghastighetskretsenheter är, desto bättre.
Implementera markavgränsningar för särskilt viktiga signallinjer eller lokala enheter.
Högfrekventa signalledningar placerade på ytskiktet tenderar att producera större elektromagnetisk strålning. Högfrekventa signalledningar bör placeras mellan effektskiktet och jordskiktet. Den genererade strålningen kommer att vara mycket mindre på grund av absorptionen av elektromagnetiska vågor av effektskiktet och det undre skiktet.
Vad är skillnaden mellan ett höghastighets-PCB och ett vanligt PCB?
För ett standard-PCB är folk främst bekymrade över kortslutning, isolering och andra problem med metalltråden. Men i takt med att elektroniska produkter strävar efter högpresterande prestanda måste signalöverföringsfrekvensen ökas, och folk är mer bekymrade över signalintegriteten i designen hos höghastighets-PCB.
Finns det några speciella saker att tänka på vid hantering av höghastighets-PCB?
Särskilda överväganden ligger i design och produktion av höghastighets-PCB vid hantering av höghastighets-PCB.
Längden på differentialdragningen bör matchas.
Rutningen bör inte korsa ofullständiga jordplan.
Placera inte testpunkter på några differentiella höghastighetssignalledningar.
Dra inte höghastighetssignalledningar nära eller under kristaller, oscillatorer, switchande nätaggregat, monteringshål, magnetiska enheter eller periodiska signalchips.
Försök att dra höghastighetssignalledningar på de övre och nedre lagren med ett fullständigt referensjordlager. Det rekommenderas inte att dra ledningarna på det inre planet.
Håll avståndet från höghastighetssignalen till kanten av referensjordlagret mer än 90 mil.
Var uppmärksam på hanteringen av uttag och kontaktledningar.
Kopparspårets bredd, utrymme och layup-struktur måste kontrolleras exakt för att uppfylla det snäva impedansvärdet.
TDR-impedanstester behövs vanligtvis när höghastighets-PCB är färdiga.
Lämpliga materialtyper bör väljas för att uppfylla de önskade funktionerna.
En plan ytfinish behövs för höghastighets-kretskort, och vi rekommenderar alltid ENIG för ENEPIG-ytbehandling.
Vilken är den maximala dataöverföringshastigheten som kan uppnås på ett höghastighets-PCB?
Den teoretiska maximala dataöverföringshastigheten som kan uppnås på ett höghastighets-PCB är överlägset 10,0 GPs (gigabit per sekund), men detta förbättras kontinuerligt.
Krävs några specialverktyg eller processer vid design av ett höghastighets-PCB?
Det finns nödvändiga programvaruverktyg för kretskortsdesign och EDA-simuleringsverktyg som används vid design av höghastighets-kretskort, såsom Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, etc.
Det är värt att notera att ett programvaruverktyg kan vara lämpligt för ett kretskortsprojekt, medan ett annat programvaruverktyg kan användas bättre för andra typer av projekt. Därför är det mycket viktigt att hitta rätt programvaruverktyg för kretskortsdesign.
Vilka är de grundläggande specifikationerna och leverantörerna av höghastighets-PCB-material?
Höghastighetsmaterial kan vara FR4, keramik, PTFE eller PTFE-förstärkt material med 1 GHz till 100 GHz. Det finns flera kända leverantörer av höghastighets-PCB-material, såsom: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, etc.
Vilka är de vanliga misstagen vid val av kretskortsmaterial för radarsystem?
Vanliga misstag vid val av kretskortsmaterial för radarsystem inkluderar att enbart förlita sig på ett enda material (t.ex. använda FR-4 för högfrekventa applikationer), förbise behoven av värmehantering och ignorera komplexiteten i att tillverka avancerade material.