Qu'est-ce qu'un PCB haute vitesse ?
Nous appelons un PCB avec une fréquence de transmission de signal supérieure à 1 GHz une carte de circuit imprimé à grande vitesse.
Quels sont les avantages de l’utilisation de PCB haute vitesse ?
Pour améliorer la fréquence du signal et résoudre le problème EMI des produits électroniques, des PCB à grande vitesse ont été fabriqués. Après que la conception du PCB à grande vitesse ait remporté un grand succès, sa contribution aux EMI est de plus en plus importante. Près de 60 % des problèmes EMI peuvent être résolus par des PCB à grande vitesse.
Quels matériaux sont utilisés dans les PCB à grande vitesse ?
Matériaux présentant une résistance à la chaleur, une ténacité mécanique et une bonne (fiabilité)
Matériaux avec paramètres Dk /Df stables (faible coefficient de variation avec la fréquence et l'environnement)
Matériaux avec un bon contrôle d'impédance
Matériaux avec une faible rugosité de la surface de la feuille de cuivre
Il est recommandé de choisir un tissu en fibre de verre avec de petites ouvertures plates.
Quels conseils dois-je prendre en compte lors de la conception d'un PCB haute vitesse ?
Plusieurs conseils sur la conception d'un PCB haute vitesse sont décrits ci-dessous.
1) Utilisez un logiciel de conception avec des options avancées
Les ingénieurs doivent connaître le logiciel de conception capable de fournir des options avancées. Les outils logiciels nécessitent de nombreuses fonctionnalités sophistiquées pour pouvoir concevoir des PCB à grande vitesse dans un logiciel de CAO. Vous devez avoir une meilleure compréhension des puissants outils de CAO.
2) Routage à grande vitesse
Lorsqu'il s'agit de routage à grande vitesse, les concepteurs doivent comprendre les règles du routage de base, notamment ne pas couper les couches de sol et garder le routage court. Par conséquent, veuillez éviter la diaphonie sur une certaine distance sur les lignes numériques et protéger tous les facteurs susceptibles de générer des interférences pour l'intégrité du signal.
3) Routage avec contrôle d'impédance
Pour certains signaux d'environ 40 à 120 ohms, ils nécessitent une adaptation d'impédance. L'adaptation d'impédance caractéristique est révélée par les antennes et de nombreuses paires différentielles.
Les concepteurs doivent comprendre comment calculer la largeur du routage et l'empilement nécessaire de la valeur d'impédance. Si la valeur d'impédance n'est pas correcte, cela peut avoir un impact sérieux sur le signal, pouvant entraîner une corruption des données.
4) Traces avec correspondance de longueur
Il existe de nombreuses lignes dans le bus mémoire haute vitesse et le bus d'interface. Ces lignes peuvent fonctionner à des fréquences très élevées, le signal doit donc être transmis simultanément de l'émetteur au récepteur. De plus, cela nécessite une fonctionnalité appelée correspondance de longueur. C’est pourquoi les normes les plus courantes définissent les valeurs de tolérance qui doivent être adaptées à la longueur.
5) Minimiser la surface du circuit de retour de courant
Les concepteurs de PCB haute vitesse doivent suivre des règles de base, telles que la conception d'une couche de masse continue et la réduction de la surface du circuit de retour de courant en optimisant le chemin de retour du courant du routage, ainsi que le placement de nombreux vias cousus.
Quelles sont les meilleures pratiques pour fabriquer des PCB à grande vitesse ?
Les compétences en conception de PCB à grande vitesse sont maîtrisées, ce qui garantit l'intégrité du signal.
Les matériaux des PCB haute vitesse sont correctement sélectionnés pour garantir les performances de la transmission du signal.
Le contrôle de la production est effectué. Les principaux points de contrôle lors de la production sont la largeur des circuits, l'espacement des couches, les vias plaqués en cuivre, l'épaisseur du cuivre des circuits, l'épaisseur du masque de soudure, etc.
Quel est le coût de possession des PCB haute vitesse ?
Les facteurs suivants affecteront le coût des PCB à grande vitesse.
Matériau (le matériau du substrat, l'épaisseur du substrat, l'épaisseur du cuivre)
Le matériel de fabrication utilisé
Difficulté de production
Exigences du client
Le mode de conditionnement choisi
Le mode de livraison choisi
Comment concevoir des PCB haute vitesse ?
La conception de PCB à grande vitesse est un processus relativement complexe qui nécessite une prise en compte complète des signaux, de l'impédance, des lignes de transmission et de nombreux autres éléments techniques. Les points techniques suivants peuvent fournir une certaine référence.
Utilisez raisonnablement plusieurs couches pour le routage.
Plus le fil entre les broches des dispositifs à circuit haute vitesse est court, mieux c'est.
Implémentez des encadrements de sol pour les lignes de signaux ou les unités locales particulièrement importantes.
La ligne de signal haute fréquence placée sur la couche superficielle a tendance à produire un rayonnement électromagnétique plus important. La ligne de signal haute fréquence doit être placée entre la couche de puissance et la couche de terre. Le rayonnement généré sera bien moindre en raison de l’absorption des ondes électromagnétiques par la couche de puissance et la couche inférieure.
Quelle est la différence entre un PCB haute vitesse et un PCB standard ?
Pour un PCB standard, les gens sont principalement préoccupés par le court-circuit, l'isolation et d'autres problèmes du fil métallique. Cependant, avec la recherche de hautes performances des produits électroniques, la fréquence de transmission du signal doit être augmentée et les gens sont plus préoccupés par la conception de l'intégrité du signal des PCB à grande vitesse.
Existe-t-il des considérations particulières lors de la manipulation de PCB à grande vitesse ?
Des considérations particulières résident dans la conception et la production de PCB à grande vitesse lors de la manipulation de PCB à grande vitesse.
La longueur du routage différentiel doit être adaptée.
Le routage ne doit pas traverser des plans de sol incomplets.
Ne placez pas de points de test sur des lignes de signaux différentiels à grande vitesse.
N'acheminez pas de lignes de signaux à grande vitesse à proximité ou en dessous de cristaux, d'oscillateurs, d'alimentations à découpage, de trous de montage, de dispositifs magnétiques ou de puces de signaux périodiques.
Essayez d'acheminer les lignes de signaux à grande vitesse sur les couches supérieure et inférieure avec une couche de sol de référence complète. Il n'est pas recommandé de tracer les lignes sur le plan intérieur.
Gardez la distance entre le signal à grande vitesse et le bord de la couche de sol de référence supérieure à 90 mil.
Faites attention à la manipulation du câblage des prises et des connecteurs.
La largeur, l'espace et la structure de la couche Coppe doivent être contrôlés avec précision pour respecter la valeur d'impédance serrée.
Les tests d'impédance TDR sont généralement nécessaires lorsque les PCB haute vitesse sont terminés.
Les types de matériaux appropriés doivent être choisis pour répondre aux fonctions souhaitées.
Une finition de surface plane est nécessaire pour les PCB à grande vitesse, et nous conseillons toujours ENIG pour le traitement de surface ENEPIG.
Quel est le taux de transfert de données maximum réalisable sur un PCB haute vitesse ?
Le taux de transfert de données maximum théorique atteignable sur un PCB à grande vitesse est de loin de 10,0 GP (Gigabits par seconde), mais il s'améliore continuellement.
Existe-t-il des outils ou des processus spéciaux requis lors de la conception d'un PCB haute vitesse ?
Il existe des outils logiciels de conception de PCB et des outils de simulation EDA requis pour la conception d'un PCB à grande vitesse, tels que Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, etc.
Il convient de noter qu'un outil logiciel peut convenir à un projet de PCB, tandis qu'un autre outil logiciel peut être mieux utilisé pour d'autres types de projets. Par conséquent, il est très important de trouver le bon outil logiciel de conception de PCB.
Quelles sont les spécifications de base et les fournisseurs de matériaux PCB haute vitesse ?
Le matériau haute vitesse peut être du FR4, de la céramique, du PTFE ou un matériau renforcé de PTFE de 1 Ghz à 100 Ghz. Il existe plusieurs fournisseurs célèbres de matériaux PCB haute vitesse tels que : Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, etc.