מה זה PCB במהירות גבוהה?
אנו קוראים ל-PCB עם תדר העברת אות מעל 1GHz, לוח מעגלים מודפסים במהירות גבוהה.
מהם היתרונות של שימוש ב-PCB מהירים?
כדי לשפר את תדר האות ולפתור את בעיית ה-EMI של מוצרים אלקטרוניים, יוצרו PCB מהירים. לאחר שעיצוב ה-PCB המהיר זכה להצלחה רבה, תרומתו ל-EMI הולכת וגוברת חשובה. כמעט 60% מבעיות EMI ניתנות לפתרון באמצעות PCB מהירים.
באילו חומרים משתמשים ב-PCB מהירים?
חומרים בעלי עמידות בחום, קשיחות מכנית וטובים (אמינות)
חומרים עם פרמטרי Dk/Df יציבים (מקדם וריאציה קטן עם תדירות וסביבה)
חומרים עם בקרת עכבה טובה
חומרים בעלי חספוס נמוך של משטח רדיד הנחושת
מומלץ לבחור בבד סיבי זכוכית עם פתחים שטוחים קטנים.
אילו טיפים עלי לקחת בחשבון בעת תכנון PCB מהיר?
להלן מספר טיפים לתכנון PCB מהיר.
1) השתמש בתוכנת עיצוב עם אפשרויות מתקדמות
מהנדסים צריכים להכיר את תוכנת העיצוב שיכולה לספק אפשרויות מתקדמות. כלי תוכנה דורשים הרבה תכונות מתוחכמות כדי להיות מסוגלים לעצב PCB מהירים בתוכנת CAD. אתה צריך הבנה טובה יותר של כלי CAD רבי עוצמה.
2) ניתוב במהירות גבוהה
כשמדובר בניתוב במהירות גבוהה, מעצבים צריכים להבין את כללי הניתוב הבסיסי, כולל אי ניתוק שכבות קרקע ושמירה על הניתוב קצר. לכן, נא למנוע דיבור מעבר למרחק מסוים בקווים דיגיטליים ולהגן על כל הגורמים שעלולים ליצור הפרעות לשלמות האות.
3) ניתוב עם בקרת עכבה
עבור כמה אותות של כ-40-120 אוהם, הם צריכים התאמת עכבה. התאמת העכבה האופיינית מתגלה על ידי אנטנות וזוגות דיפרנציאליים רבים.
מעצבים צריכים להבין כיצד לחשב את רוחב הניתוב ואת הערימה הדרושה של ערך העכבה. אם ערך העכבה אינו נכון, עשויה להיות לכך השפעה רצינית על האות, מה שעלול להוביל לשחיתות נתונים.
4) עקבות עם התאמת אורך
ישנם קווים רבים באפיק הזיכרון המהיר ובאוטובוס הממשק. קווים אלו יכולים לפעול בתדרים גבוהים מאוד, ולכן האות צריך להיות משודר בו זמנית מהשולח למקלט. בנוסף, הוא דורש תכונה הנקראת התאמת אורך. לכן, התקנים הנפוצים ביותר מגדירים את ערכי הסובלנות שיש להתאים לאורך.
5) צמצם למינימום את שטח מעגל ההחזר הנוכחי
מתכנני PCB מהירים צריכים לפעול לפי כללים בסיסיים, כגון תכנון שכבת קרקע רציפה והקטנת השטח של מעגל החזרת הזרם על ידי אופטימיזציה של נתיב ההחזר הנוכחי של הניתוב, כמו גם הצבת חיבורים תפורים רבים.
מהן כמה שיטות עבודה מומלצות לייצור PCB מהירים?
שליטה במיומנויות עיצוב PCB במהירות גבוהה, מה שמבטיח שלמות האות.
החומרים של PCB מהירים נבחרים כראוי כדי להבטיח את הביצועים של שידור האות.
מתבצעת בקרת ייצור. נקודות הבקרה העיקריות במהלך הייצור הן רוחב המעגלים, מרווח השכבות, דרך מצופה נחושת, עובי הנחושת של המעגלים, עובי מסכת ההלחמה וכו'.
מהי עלות הבעלות כשמדובר ב-PCB מהירים?
הגורמים הבאים ישפיעו על העלות של PCB מהירים.
חומר (חומר המצע, עובי המצע, עובי הנחושת)
ציוד הייצור בו נעשה שימוש
קושי בייצור
דרישות הלקוח
שיטת האריזה הנבחרת
שיטת המשלוח שנבחרה
כיצד לעצב PCB במהירות גבוהה?
עיצוב PCB במהירות גבוהה הוא תהליך מורכב יחסית הדורש התייחסות מלאה לאותות, עכבה, קווי שידור ואלמנטים טכניים רבים אחרים. הנקודות הטכניות הבאות יכולות לספק התייחסות מסוימת.
השתמש בריבוי שכבות לניתוב סביר.
ככל שההובלה בין הפינים של התקני מעגל מהיר קצר יותר, כך ייטב.
יישם סביבה קרקעית עבור קווי אות חשובים במיוחד או יחידות מקומיות.
קו אות בתדר גבוה המוצב על שכבת פני השטח נוטה לייצר קרינה אלקטרומגנטית גדולה יותר. יש למקם את קו האות בתדר גבוה בין שכבת החשמל לשכבת הקרקע. הקרינה שתיווצר תהיה הרבה פחות בגלל בליעת גלים אלקטרומגנטיים על ידי שכבת הכוח והשכבה התחתונה.
מה ההבדל בין PCB מהיר ל-PCB רגיל?
עבור PCB סטנדרטי, אנשים מודאגים בעיקר מהקצר החשמלי, הבידוד ובעיות אחרות של חוט המתכת. עם זאת, עם השאיפה לביצועים גבוהים של מוצרים אלקטרוניים, יש להגביר את תדר העברת האותות ואנשים מודאגים יותר מתכנון שלמות האות של PCB במהירות גבוהה.
האם יש שיקולים מיוחדים בטיפול ב-PCB מהירים?
שיקולים מיוחדים טמונים בתכנון וייצור PCB מהירים בעת טיפול ב-PCB מהירים.
יש להתאים את אורך הניתוב הדיפרנציאלי.
הניתוב לא צריך לחצות מישורי קרקע לא שלמים.
אל תציב נקודות בדיקה על קווי אות דיפרנציאליים במהירות גבוהה.
אל תנתב קווי אות במהירות גבוהה ליד או מתחת לגבישים, מתנדים, מיתוג ספקי כוח, חורי הרכבה, התקנים מגנטיים או שבבי אות תקופתיים.
נסה לנתב קווי אות במהירות גבוהה בשכבה העליונה והתחתון עם שכבת קרקע מלאה. לא מומלץ לנתב את הקווים במישור הפנימי.
שמור על המרחק מהאות המהיר לקצה שכבת הקרקע הייחוס של יותר מ-90 מיל.
שימו לב לטיפול בחיווט שקע ומחבר.
יש לשלוט במדויק על רוחב, מרחב ומבנה ה-Coppe עקבות Coppe כדי לעמוד בערך העכבה הדוקה.
בדרך כלל יש צורך בבדיקות עכבת TDR כאשר מסתיימים PCB במהירות גבוהה.
יש לבחור סוגי חומרים מתאימים כדי לענות על הפונקציות הרצויות.
יש צורך בגימור משטח שטוח עבור PCB מהירים, ואנו תמיד מייעצים ל-ENIG לטיפול במשטח ENEPIG.
מהו קצב העברת הנתונים המקסימלי שניתן להשיג ב-PCB במהירות גבוהה?
קצב העברת הנתונים המקסימלי התיאורטי שניתן להשיג ב-PCB מהיר הוא 10.0GPs (גיגה-ביט לשנייה) ללא ספק, אך זה משתפר בהתמדה.
האם יש כלים או תהליכים מיוחדים הנדרשים בעת תכנון PCB מהיר?
ישנם כלי תוכנה נדרשים לתכנון PCB וכלי סימולציית EDA המשמשים בעת תכנון PCB מהיר כגון Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS וכו'.
ראוי לציין כי כלי תוכנה אחד עשוי להתאים לפרויקט PCB אחד, בעוד שכלי תוכנה אחר יכול לשמש טוב יותר עבור סוגים אחרים של פרויקטים. לכן, חשוב מאוד למצוא את הכלי המתאים לעיצוב PCB.
מהם המפרטים והספקים הבסיסיים של חומר PCB במהירות גבוהה?
חומר במהירות גבוהה יכול להיות חומר FR4, קרמי, PTFE או PTFE מחוזק עם 1 Ghz עד 100 Ghz. ישנם מספר ספקי חומרי PCB מהירים מפורסמים כגון: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic וכו'.