Wat is een hogesnelheidsprintplaat?
Een PCB met een signaaloverdrachtfrequentie boven 1GHz noemen we een hogesnelheidsprintplaat.
Wat zijn de voordelen van het gebruik van snelle PCB's?
Om de signaalfrequentie te verbeteren en het EMI-probleem van elektronische producten op te lossen, werden snelle PCB's vervaardigd. Nadat het ontwerp van de hogesnelheids-PCB groot succes had gekregen, wordt de bijdrage ervan aan EMI steeds belangrijker. Bijna 60% van de EMI-problemen kunnen worden opgelost door snelle PCB's.
Welke materialen worden gebruikt in hogesnelheids-PCB's?
Materialen met hittebestendigheid, mechanische taaiheid en goede (betrouwbaarheid)
Materialen met stabiele Dk/Df-parameters (kleine variatiecoëfficiënt met frequentie en omgeving)
Materialen met goede impedantiecontrole
Materialen met een lage ruwheid van het koperfolieoppervlak
Het wordt aanbevolen om glasvezeldoek met kleine platte openingen te kiezen.
Met welke tips moet ik rekening houden bij het ontwerpen van een hogesnelheidsprintplaat?
Hieronder worden enkele tips voor het ontwerpen van een hogesnelheidsprintplaat beschreven.
1) Gebruik ontwerpsoftware met geavanceerde opties
Ingenieurs moeten de ontwerpsoftware kennen die geavanceerde opties kan bieden. Softwaretools vereisen veel geavanceerde functies om snelle PCB's in CAD-software te kunnen ontwerpen. U moet een beter begrip hebben van krachtige CAD-tools.
2) Snelle routering
Als het om hogesnelheidsroutes gaat, moeten ontwerpers de regels van de basisroutering begrijpen, inclusief het niet afsnijden van grondlagen en het kort houden van de route. Voorkom daarom overspraak over een bepaalde afstand op digitale lijnen en scherm alle factoren af die interferentie voor de signaalintegriteit kunnen veroorzaken.
3) Routing met impedantiecontrole
Voor sommige signalen van ongeveer 40-120 ohm hebben ze impedantie-matching nodig. De karakteristieke impedantie-aanpassing wordt onthuld door antennes en vele differentiële paren.
Ontwerpers moeten begrijpen hoe ze de breedte van de routering en de noodzakelijke stapeling van de impedantiewaarde moeten berekenen. Als de impedantiewaarde niet correct is, kan dit ernstige gevolgen hebben voor het signaal, wat kan leiden tot datacorruptie.
4) Sporen met bijpassende lengte
Er zijn veel lijnen in de hogesnelheidsgeheugenbus en interfacebus. Deze lijnen kunnen op zeer hoge frequenties werken, dus het signaal moet gelijktijdig van de zender naar de ontvanger worden verzonden. Bovendien vereist het een functie genaamd lengteafstemming. Daarom definiëren de meest voorkomende normen de tolerantiewaarden die aan de lengte moeten worden aangepast.
5) Minimaliseer de oppervlakte van het stroomretourcircuit
Hogesnelheids-PCB-ontwerpers moeten basisregels volgen, zoals het ontwerpen van een doorlopende grondlaag en het verkleinen van de oppervlakte van het stroomretourcircuit door het stroomretourpad van de routing te optimaliseren, en door veel gestikte via's te plaatsen.
Wat zijn enkele best practices voor de productie van hogesnelheids-PCB's?
Er worden snelle PCB-ontwerpvaardigheden beheerst, wat de signaalintegriteit garandeert.
De materialen van hogesnelheids-PCB's zijn op de juiste manier geselecteerd om de prestaties van de signaaloverdracht te garanderen.
Er wordt productiecontrole uitgevoerd. De belangrijkste controlepunten tijdens de productie zijn de breedte van de circuits, de laagafstand, de met koper beklede via's, de koperdikte van de circuits, de dikte van het soldeermasker, enz.
Wat zijn de eigendomskosten als het gaat om snelle PCB's?
De volgende factoren zijn van invloed op de kosten van snelle PCB's.
Materiaal (het substraatmateriaal, de dikte van het substraat, de koperdikte)
De gebruikte productieapparatuur
Moeilijkheidsgraad van de productie
Eisen van de klant
De gekozen verpakkingsmethode
De gekozen bezorgmethode
Hoe hogesnelheids-PCB's ontwerpen?
PCB-ontwerp met hoge snelheid is een relatief complex proces dat volledige aandacht vereist voor signalen, impedantie, transmissielijnen en vele andere technische elementen. De volgende technische punten kunnen enige referentie bieden.
Gebruik meerdere lagen voor redelijke routing.
Hoe korter de draad tussen de pinnen van hogesnelheidscircuitapparaten, hoe beter.
Realiseer grondranden voor bijzonder belangrijke signaallijnen of lokale eenheden.
Hoogfrequente signaallijnen die op de oppervlaktelaag worden geplaatst, kunnen grotere elektromagnetische straling produceren. De hoogfrequente signaallijn moet tussen de vermogenslaag en de grondlaag worden geplaatst. De gegenereerde straling zal veel minder zijn als gevolg van de absorptie van elektromagnetische golven door de vermogenslaag en de onderste laag.
Wat is het verschil tussen een hogesnelheidsprintplaat en een standaardprintplaat?
Bij een standaard PCB maken mensen zich vooral zorgen over de kortsluiting, isolatie en andere problemen van de metaaldraad. Met het nastreven van hoge prestaties van elektronische producten moet de signaaloverdrachtfrequentie echter worden verhoogd en maken mensen zich meer zorgen over het signaalintegriteitsontwerp van hogesnelheids-PCB's.
Zijn er speciale overwegingen bij het omgaan met hogesnelheids-PCB's?
Speciale overwegingen liggen bij het ontwerp en de productie van hogesnelheids-PCB's bij de omgang met hoge-snelheids-PCB's.
De lengte van de differentiële routering moet op elkaar worden afgestemd.
De routing mag geen onvolledige grondvlakken overschrijden.
Plaats geen testpunten op differentiële hogesnelheidssignaallijnen.
Leid hogesnelheidssignaallijnen niet dichtbij of onder kristallen, oscillatoren, schakelende voedingen, montagegaten, magnetische apparaten of periodieke signaalchips.
Probeer hogesnelheidssignaallijnen op de bovenste en onderste lagen te routeren met een volledige referentiegrondlaag. Het wordt niet aanbevolen om de lijnen op het binnenvlak te routeren.
Houd de afstand van het hogesnelheidssignaal tot de rand van de referentiegrondlaag meer dan 90 mil.
Besteed aandacht aan de omgang met de bedrading van stopcontacten en connectoren.
De spoorbreedte, ruimte en lay-upstructuur van Coppe moeten nauwkeurig worden gecontroleerd om aan de strakke impedantiewaarde te voldoen.
TDR-impedantietests zijn meestal nodig wanneer hogesnelheids-PCB's klaar zijn.
De juiste materiaalsoorten moeten worden gekozen om aan de gewenste functies te voldoen.
Voor hogesnelheidsprintplaten is een vlakke oppervlakteafwerking nodig, en wij adviseren ENIG altijd voor ENEPIG oppervlaktebehandeling.
Wat is de maximale gegevensoverdrachtsnelheid die kan worden bereikt op een snelle PCB?
De theoretisch maximale gegevensoverdrachtsnelheid die op een hogesnelheids-PCB kan worden bereikt, is veruit 10,0 GPs (Gigabits per seconde), maar dit verbetert voortdurend.
Zijn er speciale gereedschappen of processen vereist bij het ontwerpen van een hogesnelheids-PCB?
Er zijn vereiste PCB-ontwerpsoftwaretools en EDA-simulatietools die worden gebruikt bij het ontwerpen van een snelle PCB, zoals Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, enz.
Het is vermeldenswaard dat één softwaretool geschikt kan zijn voor één PCB-project, terwijl een andere softwaretool beter kan worden gebruikt voor andere soorten projecten. Daarom is het erg belangrijk om de juiste PCB-ontwerpsoftwaretool te vinden.
Wat zijn de basisspecificaties en leveranciers van hogesnelheids-PCB-materiaal?
Hogesnelheidsmateriaal kan FR4, keramiek, PTFE of PTFE-versterkt materiaal zijn met 1 Ghz tot 100 Ghz. Er zijn verschillende bekende leveranciers van hogesnelheids-PCB-materialen, zoals: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, enz.