Què és un PCB d'alta velocitat?
Anomenem una placa de circuit imprès d'alta velocitat a una PCB amb una freqüència de transmissió de senyal superior a 1 GHz.
Quins són els avantatges d'utilitzar PCB d'alta velocitat?
Per millorar la freqüència del senyal i resoldre el problema EMI dels productes electrònics, es van fabricar PCB d'alta velocitat. Després que el disseny del PCB d'alta velocitat tingués un gran èxit, la seva contribució a l'EMI és cada cop més important. Gairebé el 60% dels problemes d'EMI es poden resoldre amb PCB d'alta velocitat.
Quins materials s'utilitzen en els PCB d'alta velocitat?
Materials amb resistència a la calor, duresa mecànica i bona (fiabilitat)
Materials amb paràmetres Dk/Df estables (petit coeficient de variació amb freqüència i entorn)
Materials amb un bon control d'impedància
Materials amb baixa rugositat de la superfície de la làmina de coure
Es recomana triar un drap de fibra de vidre amb obertures planes petites.
Quins consells he de tenir en compte a l'hora de dissenyar un PCB d'alta velocitat?
A continuació es descriuen diversos consells per dissenyar un PCB d'alta velocitat.
1) Utilitzeu programari de disseny amb opcions avançades
Els enginyers necessiten conèixer el programari de disseny que pot oferir opcions avançades. Les eines de programari requereixen moltes funcions sofisticades per poder dissenyar PCB d'alta velocitat en programari CAD. Heu de tenir una millor comprensió de les potents eines CAD.
2) Encaminament d'alta velocitat
Quan es tracta d'encaminament d'alta velocitat, els dissenyadors han d'entendre les regles de l'encaminament bàsic, inclòs no tallar capes de terra i mantenir l'encaminament curt. Per tant, si us plau, eviteu la diafonia a una certa distància a les línies digitals i protegiu tots els factors que puguin generar interferències per a la integritat del senyal.
3) Encaminament amb control d'impedància
Per a alguns senyals d'uns 40-120 ohms, necessiten una concordança d'impedància. La concordança d'impedància característica es revela per antenes i molts parells diferencials.
Els dissenyadors han d'entendre com calcular l'amplada de l'encaminament i l'apilament necessari del valor d'impedància. Si el valor d'impedància no és correcte, pot tenir un impacte greu en el senyal, que pot provocar la corrupció de les dades.
4) Traces amb coincidència de longitud
Hi ha moltes línies al bus de memòria d'alta velocitat i al bus d'interfície. Aquestes línies poden funcionar a freqüències molt altes, de manera que el senyal s'ha de transmetre simultàniament des de l'emissor al receptor. A més, requereix una funció anomenada concordança de longitud. Per tant, els estàndards més comuns defineixen els valors de tolerància que cal fer coincidir amb la longitud.
5) Minimitzar l'àrea del circuit de retorn de corrent
Els dissenyadors de PCB d'alta velocitat han de seguir regles bàsiques, com ara dissenyar una capa de terra contínua i reduir l'àrea del circuit de retorn actual optimitzant el camí de retorn actual de l'encaminament, així com col·locant moltes vies cosides.
Quines són algunes de les millors pràctiques per a la fabricació de PCB d'alta velocitat?
Es dominen les habilitats de disseny de PCB d'alta velocitat, cosa que garanteix la integritat del senyal.
Els materials dels PCB d'alta velocitat es seleccionen correctament per garantir el rendiment de la transmissió del senyal.
Es realitza el control de producció. Els principals punts de control durant la producció són l'amplada dels circuits, l'espaiat entre capes, les vies xapades amb coure, el gruix de coure dels circuits, el gruix de la màscara de soldadura, etc.
Quin és el cost de propietat quan es tracta de PCB d'alta velocitat?
Els factors següents afectaran el cost dels PCB d'alta velocitat.
Material (el material del substrat, el gruix del substrat, el gruix del coure)
Els equips de fabricació utilitzats
Dificultat de producció
Requisits del client
El mètode d'embalatge escollit
El mètode de lliurament escollit
Com dissenyar PCB d'alta velocitat?
El disseny de PCB d'alta velocitat és un procés relativament complex que requereix una consideració completa dels senyals, la impedància, les línies de transmissió i molts altres elements tècnics. Els següents punts tècnics poden proporcionar alguna referència.
Utilitzeu diverses capes per a l'encaminament de manera raonable.
Com més curt sigui el cable entre els pins dels dispositius de circuit d'alta velocitat, millor.
Implementeu un envoltant de terra per a línies de senyal o unitats locals especialment importants.
La línia de senyal d'alta freqüència col·locada a la capa superficial és propensa a produir radiació electromagnètica més gran. La línia de senyal d'alta freqüència s'ha de col·locar entre la capa de potència i la capa de terra. La radiació generada serà molt menor a causa de l'absorció d'ones electromagnètiques per part de la capa de potència i la capa inferior.
Quina diferència hi ha entre una PCB d'alta velocitat i una PCB estàndard?
Per a un PCB estàndard, la gent està principalment preocupada pel curtcircuit, l'aïllament i altres problemes del cable metàl·lic. Tanmateix, amb la recerca d'alt rendiment dels productes electrònics, s'ha d'augmentar la freqüència de transmissió del senyal i la gent està més preocupada pel disseny d'integritat del senyal de PCB d'alta velocitat.
Hi ha alguna consideració especial a l'hora de manejar PCB d'alta velocitat?
Les consideracions especials es troben en el disseny i la producció de PCB d'alta velocitat quan es manipulen PCB d'alta velocitat.
La longitud de l'encaminament diferencial ha de coincidir.
L'encaminament no ha de travessar plans de terra incomplets.
No col·loqueu punts de prova en cap línia de senyal diferencial d'alta velocitat.
No encamineu línies de senyal d'alta velocitat a prop o per sota de cristalls, oscil·ladors, fonts d'alimentació commutada, forats de muntatge, dispositius magnètics o xips de senyal periòdic.
Intenteu encaminar les línies de senyal d'alta velocitat a les capes superior i inferior amb una capa de terra de referència completa. No es recomana traçar les línies en el pla interior.
Mantingueu la distància del senyal d'alta velocitat a la vora de la capa de terra de referència més de 90 mil.
Preste atenció a la manipulació del cablejat de la presa i del connector.
L'amplada, l'espai i l'estructura de la traça de Coppe s'han de controlar amb precisió per complir amb el valor d'impedància ajustat.
Les proves d'impedància TDR solen ser necessàries quan s'acaben els PCB d'alta velocitat.
S'han de triar els tipus de material adequats per complir les funcions desitjades.
Es necessita un acabat de superfície plana per als PCB d'alta velocitat, i sempre aconsellem ENIG per al tractament de superfícies ENEPIG.
Quina és la velocitat màxima de transferència de dades que es pot aconseguir en un PCB d'alta velocitat?
La velocitat màxima teòrica de transferència de dades que es pot aconseguir en un PCB d'alta velocitat és de 10,0 GPs (Gigabits per segon) amb diferència, però això està millorant contínuament.
Es requereixen eines o processos especials per dissenyar un PCB d'alta velocitat?
Hi ha eines de programari de disseny de PCB necessàries i eines de simulació EDA que s'utilitzen quan es dissenya una PCB d'alta velocitat, com ara Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, etc.
Val la pena assenyalar que una eina de programari pot ser adequada per a un projecte de PCB, mentre que una altra eina de programari es pot utilitzar millor per a altres tipus de projectes. Per tant, és molt important trobar l'eina de programari de disseny de PCB adequada.
Quines són les especificacions bàsiques i els proveïdors de material PCB d'alta velocitat?
El material d'alta velocitat pot ser FR4, ceràmica, PTFE o material reforçat amb PTFE amb 1 Ghz a 100 Ghz. Hi ha diversos proveïdors famosos de materials de PCB d'alta velocitat com ara: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, etc.