什么是高速PCB?
我们将信号传输频率高于 1GHz 的 PCB 称为高速印刷电路板。
使用高速PCB有哪些优势?
为了提高信号频率并解决电子产品的电磁干扰问题,高速印刷电路板(PCB)应运而生。高速PCB的设计取得巨大成功后,其在解决电磁干扰问题上的贡献日益重要。近60%的电磁干扰问题都可以通过高速PCB得到解决。
高速PCB使用哪些材料?
具有耐热性、机械韧性和良好(可靠性)的材料
具有稳定Dk/Df参数(频率和环境变化系数小)的材料
具有良好阻抗控制的材料
铜箔表面粗糙度低的材料
建议选择孔径较小的玻璃纤维布。
设计高速PCB时应该注意哪些方面?
下面介绍一些设计高速PCB的技巧。
1)使用具有高级选项的设计软件
工程师需要了解能够提供高级功能的设计软件。要在CAD软件中设计高速PCB,软件工具需要许多复杂的功能。您需要对功能强大的CAD工具有更深入的了解。
2)高速路由
在高速布线方面,设计人员需要了解基本的布线规则,包括不要切断接地层以及保持布线长度尽可能短。因此,请防止数字线路在一定距离内出现串扰,并屏蔽所有可能对信号完整性产生干扰的因素。
3)阻抗控制布线
对于阻抗约为 40-120 欧姆的某些信号,需要进行阻抗匹配。天线和许多差分对都体现了阻抗匹配的特性。
设计人员需要了解如何计算布线宽度和所需的阻抗值堆叠方式。如果阻抗值不正确,可能会对信号产生严重影响,甚至导致数据损坏。
4)长度匹配的轨迹
高速内存总线和接口总线包含许多线路。这些线路的工作频率非常高,因此信号必须从发送方同步传输到接收方。此外,还需要一种称为长度匹配的特性。因此,最常见的标准定义了需要与长度匹配的容差值。
5)尽量减小电流回流电路的面积
高速PCB设计人员需要遵循一些基本规则,例如设计连续的接地层,通过优化布线的电流回流路径来减少电流回流电路的面积,以及放置许多缝合过孔。
高速PCB制造有哪些最佳实践?
掌握了高速PCB设计技术,从而保证了信号完整性。
高速PCB的材料经过精心挑选,以确保信号传输的性能。
进行生产控制。生产过程中的主要控制点包括电路宽度、层间距、镀铜过孔、电路铜层厚度、阻焊层厚度等。
高速PCB的总体拥有成本是多少?
以下因素会影响高速PCB的成本。
材料(基板材料、基板厚度、铜厚度)
所使用的制造设备
生产难度
客户要求
所选择的包装方法
选择的配送方式
如何设计高速PCB?
高速PCB设计是一个相对复杂的过程,需要全面考虑信号、阻抗、传输线以及许多其他技术因素。以下技术要点可提供一些参考。
合理使用多层布线。
高速电路器件引脚之间的导线越短越好。
对特别重要的信号线路或本地单元实施地面环绕。
置于地表层的高频信号线容易产生较大的电磁辐射。高频信号线应置于电力层和地层之间。由于电力层和地层对电磁波的吸收作用,产生的辐射会大大减少。
高速PCB和标准PCB有什么区别?
对于标准PCB而言,人们主要关注的是金属导线的短路、绝缘等问题。然而,随着电子产品对高性能的追求,信号传输频率需要不断提高,人们更加关注高速PCB的信号完整性设计。
处理高速PCB时有哪些特殊注意事项?
处理高速PCB时,高速PCB的设计和生产需要考虑一些特殊因素。
差分布线的长度应该匹配。
布线不应跨越不完整的接地平面。
请勿在任何差分高速信号线上设置测试点。
不要在晶体、振荡器、开关电源、安装孔、磁性器件或周期性信号芯片附近或下方布线高速信号线。
尽量将高速信号线布线在顶层和底层,并使用完整的参考接地层。不建议在内层布线。
保持高速信号与参考地层边缘之间的距离大于 90mil。
注意插座和连接器接线的处理。
铜箔走线的宽度、间距和铺层结构必须精确控制,以满足严格的阻抗值要求。
高速PCB完成后通常需要进行TDR阻抗测试。
应选择合适的材料类型以满足所需的功能。
高速PCB需要平整的表面,我们始终建议采用ENIG进行ENEPIG表面处理。
高速PCB上可达到的最大数据传输速率是多少?
高速PCB上理论上可达到的最大数据传输速率是10.0GPs(每秒千兆比特),但这一速率还在不断提高。
设计高速PCB时是否需要任何特殊工具或工艺?
设计高速PCB时需要使用一些PCB设计软件工具和EDA仿真工具,例如Cadence、Mentor、PADS、Altium、HyperLynx、HFSS、ADS等。
值得注意的是,一款软件工具可能适用于某个PCB项目,而另一款软件工具则可能更适合其他类型的项目。因此,找到合适的PCB设计软件工具至关重要。
高速PCB材料的基本规格和供应商有哪些?
高速材料可以是FR4、陶瓷、PTFE或PTFE增强材料,频率范围为1GHz至100GHz。知名的高速PCB材料供应商包括:Rogers、ISOLA、Ventec、ITEQ、TUC、SHENGYI、Panasonic、Taconic等。
雷达系统PCB材料选择中常见的错误有哪些?
雷达系统PCB材料选择中常见的错误包括:仅依赖单一材料(例如,在高频应用中使用FR-4)、忽略散热需求以及忽视先进材料制造的复杂性。

