คำถามที่พบบ่อย

เราเรียกแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีความถี่ในการส่งสัญญาณสูงกว่า 1GHz ว่าแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูง

วัสดุที่มีคุณสมบัติทนความร้อน ความแข็งแรงเชิงกล และความน่าเชื่อถือที่ดี

วัสดุที่มีค่าพารามิเตอร์ Dk/Df ที่เสถียร (ค่าสัมประสิทธิ์ความแปรผันน้อยเมื่อเทียบกับความถี่และสภาพแวดล้อม)

วัสดุที่มีการควบคุมค่าความต้านทานที่ดี

วัสดุที่มีพื้นผิวฟอยล์ทองแดงเรียบ

แนะนำให้เลือกผ้าใยแก้วที่มีช่องเปิดขนาดเล็กและเรียบ

เคล็ดลับหลายประการในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูงมีดังต่อไปนี้

1) ใช้โปรแกรมออกแบบที่มีฟังก์ชันขั้นสูง

วิศวกรจำเป็นต้องรู้จักซอฟต์แวร์ออกแบบที่สามารถให้ตัวเลือกขั้นสูงได้ เครื่องมือซอฟต์แวร์ต้องการคุณสมบัติที่ซับซ้อนมากมายเพื่อให้สามารถออกแบบแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูงในซอฟต์แวร์ CAD ได้ คุณจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับเครื่องมือ CAD ที่ทรงพลัง

2) การกำหนดเส้นทางความเร็วสูง

เมื่อพูดถึงการวางเส้นทางความเร็วสูง นักออกแบบจำเป็นต้องเข้าใจกฎพื้นฐานของการวางเส้นทาง รวมถึงการไม่ตัดผ่านชั้นกราวด์และการรักษาเส้นทางให้สั้น ดังนั้น โปรดป้องกันการรบกวนในระยะทางที่กำหนดบนสายดิจิทัล และป้องกันปัจจัยทั้งหมดที่อาจก่อให้เกิดการรบกวนต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณ

3) การกำหนดเส้นทางด้วยการควบคุมอิมพีแดนซ์

สำหรับสัญญาณบางประเภทที่มีความต้านทานประมาณ 40-120 โอห์ม จำเป็นต้องมีการจับคู่ความต้านทาน ลักษณะเฉพาะของการจับคู่ความต้านทานนี้แสดงให้เห็นได้จากเสาอากาศและคู่สายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลจำนวนมาก

นักออกแบบจำเป็นต้องเข้าใจวิธีการคำนวณความกว้างของเส้นทางการเดินสายและการเรียงลำดับค่าความต้านทานที่จำเป็น หากค่าความต้านทานไม่ถูกต้อง อาจส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อสัญญาณ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายของข้อมูลได้

4) ร่องรอยที่มีความยาวตรงกัน

ในบัสหน่วยความจำความเร็วสูงและบัสอินเทอร์เฟซมีสายสัญญาณจำนวนมาก สายสัญญาณเหล่านี้สามารถทำงานที่ความถี่สูงมาก ดังนั้นสัญญาณจึงต้องถูกส่งพร้อมกันจากผู้ส่งไปยังผู้รับ นอกจากนี้ยังต้องการคุณสมบัติที่เรียกว่าการจับคู่ความยาว ดังนั้นมาตรฐานทั่วไปส่วนใหญ่จึงกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนที่ต้องจับคู่กับความยาว

5) ลดพื้นที่ของวงจรส่งกลับกระแสไฟฟ้าให้เหลือน้อยที่สุด

นักออกแบบ PCB ความเร็วสูงจำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎพื้นฐาน เช่น การออกแบบชั้นกราวด์ที่ต่อเนื่อง และลดพื้นที่ของวงจรส่งกลับกระแสไฟฟ้าโดยการปรับเส้นทางส่งกลับกระแสไฟฟ้าให้เหมาะสม รวมถึงการวาง vias แบบเย็บต่อกันจำนวนมาก

มีความเชี่ยวชาญในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูง ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสมบูรณ์ของสัญญาณ

วัสดุที่ใช้ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูงได้รับการคัดเลือกอย่างเหมาะสมเพื่อให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพในการส่งสัญญาณ

มีการดำเนินการควบคุมการผลิต จุดควบคุมหลักระหว่างการผลิต ได้แก่ ความกว้างของวงจร ระยะห่างระหว่างชั้น รูเชื่อมต่อที่เคลือบด้วยทองแดง ความหนาของทองแดงในวงจร ความหนาของชั้นเคลือบกันบัดกรี เป็นต้น

ปัจจัยต่อไปนี้จะส่งผลต่อต้นทุนของแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูง

วัสดุ (วัสดุพื้นผิว ความหนาของพื้นผิว ความหนาของทองแดง)

อุปกรณ์การผลิตที่ใช้

ความยากลำบากในการผลิต

ความต้องการของลูกค้า

วิธีการบรรจุภัณฑ์ที่เลือก

วิธีการจัดส่งที่เลือก

การออกแบบ PCB ความเร็วสูงเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งต้องพิจารณาสัญญาณ อิมพีแดนซ์ สายส่ง และองค์ประกอบทางเทคนิคอื่นๆ อย่างครบถ้วน ประเด็นทางเทคนิคต่อไปนี้สามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงได้

ควรใช้การกำหนดเส้นทางแบบหลายชั้นอย่างเหมาะสม

ยิ่งระยะห่างระหว่างขาของอุปกรณ์วงจรความเร็วสูงสั้นลงเท่าไร ก็ยิ่งดีเท่านั้น

ติดตั้งระบบป้องกันภาคพื้นดินรอบสายสัญญาณหรือหน่วยควบคุมสัญญาณท้องถิ่นที่มีความสำคัญเป็นพิเศษ

สายส่งสัญญาณความถี่สูงที่วางไว้บนชั้นผิวดินมีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในปริมาณมาก ควรวางสายส่งสัญญาณความถี่สูงไว้ระหว่างชั้นไฟฟ้าและชั้นดิน การแผ่รังสีที่เกิดขึ้นจะน้อยลงมากเนื่องจากการดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยชั้นไฟฟ้าและชั้นดินด้านล่าง

สำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มาตรฐาน ผู้คนส่วนใหญ่จะกังวลเกี่ยวกับไฟฟ้าลัดวงจร ฉนวน และปัญหาอื่นๆ ของสายโลหะ อย่างไรก็ตาม ด้วยการแสวงหาประสิทธิภาพสูงของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ความถี่ในการส่งสัญญาณจึงจำเป็นต้องเพิ่มขึ้น และผู้คนจึงให้ความสำคัญกับการออกแบบความสมบูรณ์ของสัญญาณในแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูงมากขึ้น

ในการออกแบบและการผลิตแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูง จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยพิเศษหลายประการ

ความยาวของเส้นทางการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันควรมีความสอดคล้องกัน

เส้นทางเดินสายไม่ควรตัดผ่านระนาบพื้นดินที่ไม่สมบูรณ์

ห้ามติดตั้งจุดทดสอบบนสายสัญญาณความเร็วสูงแบบดิฟเฟอเรนเชียลใดๆ

ห้ามวางสายสัญญาณความเร็วสูงใกล้หรือใต้คริสตัล ออสซิลเลเตอร์ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง รูยึด อุปกรณ์แม่เหล็ก หรือชิปสัญญาณแบบคาบ

ควรวางสายสัญญาณความเร็วสูงไว้ในชั้นบนและล่างสุด โดยใช้ชั้นกราวด์อ้างอิงแบบเต็มรูปแบบ ไม่แนะนำให้วางสายไว้ในระนาบด้านใน

รักษาระยะห่างจากสัญญาณความเร็วสูงถึงขอบของชั้นพื้นดินอ้างอิงให้มากกว่า 90 มิลลิเมตร

ให้ความสำคัญกับการจัดการสายไฟของซ็อกเก็ตและขั้วต่อ

ความกว้าง ระยะห่าง และโครงสร้างการวางชั้นของลายวงจร Coppe ต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ค่าความต้านทานที่ต่ำตามที่กำหนด

การทดสอบความต้านทาน TDR มักจำเป็นเมื่อผลิตแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูงเสร็จสมบูรณ์

ควรเลือกประเภทวัสดุที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงกับฟังก์ชันที่ต้องการ

พื้นผิวเรียบเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูง และเราแนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ปรับสภาพพื้นผิว ENEPIG ของ ENIG เสมอ

อัตราการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดตามทฤษฎีที่สามารถทำได้บนแผงวงจรพิมพ์ความเร็วสูงคือ 10.0 กิกะบิตต่อวินาที (GPs) แต่ความเร็วนี้กำลังดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ในการออกแบบ PCB ความเร็วสูง จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB และเครื่องมือจำลอง EDA เช่น Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS เป็นต้น

เป็นที่น่าสังเกตว่าซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ตัวหนึ่งอาจเหมาะสมกับโครงการออกแบบ PCB บางประเภท ในขณะที่ซอฟต์แวร์อีกตัวอาจเหมาะกับโครงการประเภทอื่นมากกว่า ดังนั้น การเลือกซอฟต์แวร์ออกแบบ PCB ที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญมาก

วัสดุความเร็วสูงอาจเป็น FR4, เซรามิก, PTFE หรือวัสดุเสริมแรงด้วย PTFE ที่มีช่วงความถี่ 1 GHz ถึง 100 GHz มีผู้ผลิตวัสดุ PCB ความเร็วสูงที่มีชื่อเสียงหลายราย เช่น Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic เป็นต้น

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการเลือกวัสดุ PCB สำหรับระบบเรดาร์ ได้แก่ การพึ่งพาวัสดุเพียงชนิดเดียว (เช่น การใช้ FR-4 สำหรับการใช้งานความถี่สูง) การมองข้ามความต้องการด้านการจัดการความร้อน และการละเลยความซับซ้อนของการผลิตวัสดุขั้นสูง