O que é um PCB de alta velocidade?
Chamamos uma PCB com frequência de transmissão de sinal acima de 1 GHz de placa de circuito impresso de alta velocidade.
Quais são as vantagens de usar PCBs de alta velocidade?
Para melhorar a frequência do sinal e resolver o problema de EMI de produtos eletrônicos, foram fabricados PCBs de alta velocidade. Depois que o projeto do PCB de alta velocidade obteve grande sucesso, sua contribuição para a EMI é cada vez mais importante. Quase 60% dos problemas de EMI podem ser resolvidos por PCBs de alta velocidade.
Quais materiais são usados em PCBs de alta velocidade?
Materiais com resistência ao calor, resistência mecânica e boa (confiabilidade)
Materiais com parâmetros Dk/Df estáveis (pequeno coeficiente de variação com frequência e ambiente)
Materiais com bom controle de impedância
Materiais com baixa rugosidade da superfície da folha de cobre
Recomenda-se a escolha de tecido de fibra de vidro com pequenas aberturas planas.
Que dicas devo considerar ao projetar uma PCB de alta velocidade?
Várias dicas sobre como projetar uma PCB de alta velocidade são descritas abaixo.
1) Use software de design com opções avançadas
Os engenheiros precisam conhecer o software de projeto que pode fornecer opções avançadas. As ferramentas de software requerem muitos recursos sofisticados para serem capazes de projetar PCBs de alta velocidade em software CAD. Você precisa ter um melhor entendimento das poderosas ferramentas CAD.
2) Roteamento de alta velocidade
Quando se trata de roteamento de alta velocidade, os projetistas precisam entender as regras básicas de roteamento, incluindo não cortar camadas de solo e manter o roteamento curto. Portanto, evite diafonia a uma certa distância em linhas digitais e proteja todos os fatores que possam gerar interferência na integridade do sinal.
3) Roteamento com controle de impedância
Para alguns sinais de cerca de 40-120 ohms, eles precisam de correspondência de impedância. O casamento de impedância característico é revelado por antenas e muitos pares diferenciais.
Os projetistas precisam entender como calcular a largura do roteamento e o empilhamento necessário do valor da impedância. Se o valor da impedância não estiver correto, poderá ter um sério impacto no sinal, o que pode levar à corrupção dos dados.
4) Traços com correspondência de comprimento
Existem muitas linhas no barramento de memória de alta velocidade e no barramento de interface. Estas linhas podem operar em frequências muito altas, portanto o sinal deve ser transmitido simultaneamente do remetente para o receptor. Além disso, requer um recurso chamado correspondência de comprimento. Portanto, os padrões mais comuns definem os valores de tolerância que precisam corresponder ao comprimento.
5) Minimize a área do circuito de retorno de corrente
Os projetistas de PCB de alta velocidade precisam seguir regras básicas, como projetar uma camada de aterramento contínua e reduzir a área do circuito de retorno de corrente, otimizando o caminho de retorno de corrente do roteamento, bem como colocar muitas vias costuradas.
Quais são algumas das melhores práticas para a fabricação de PCBs de alta velocidade?
As habilidades de design de PCB de alta velocidade são dominadas, o que garante a integridade do sinal.
Os materiais dos PCBs de alta velocidade são selecionados adequadamente para garantir o desempenho da transmissão do sinal.
O controle de produção é realizado. Os principais pontos de controle durante a produção são a largura dos circuitos, o espaçamento das camadas, as vias revestidas com cobre, a espessura do cobre dos circuitos, a espessura da máscara de solda, etc.
Qual é o custo de propriedade quando se trata de PCBs de alta velocidade?
Os seguintes fatores afetarão o custo dos PCBs de alta velocidade.
Material (o material do substrato, a espessura do substrato, a espessura do cobre)
O equipamento de fabricação utilizado
Dificuldade de produção
Requisitos do cliente
O método de embalagem escolhido
O método de entrega escolhido
Como projetar PCB de alta velocidade?
O projeto de PCB de alta velocidade é um processo relativamente complexo que requer consideração total de sinais, impedância, linhas de transmissão e muitos outros elementos técnicos. Os seguintes pontos técnicos podem fornecer alguma referência.
Use multicamadas para roteamento de maneira razoável.
Quanto menor o fio entre os pinos dos dispositivos de circuito de alta velocidade, melhor.
Implemente contornos de aterramento para linhas de sinalização ou unidades locais particularmente importantes.
A linha de sinal de alta frequência colocada na camada superficial é propensa a produzir maior radiação eletromagnética. A linha de sinal de alta frequência deve ser colocada entre a camada de potência e a camada de aterramento. A radiação gerada será muito menor devido à absorção das ondas eletromagnéticas pela camada de potência e pela camada inferior.
Qual é a diferença entre uma PCB de alta velocidade e uma PCB padrão?
Para uma PCB padrão, as pessoas estão preocupadas principalmente com o curto-circuito, o isolamento e outras questões do fio metálico. No entanto, com a busca pelo alto desempenho dos produtos eletrônicos, a frequência de transmissão do sinal precisa ser aumentada e as pessoas estão mais preocupadas com o projeto de integridade do sinal do PCB de alta velocidade.
Há alguma consideração especial ao manusear PCBs de alta velocidade?
Considerações especiais estão no projeto e produção de PCBs de alta velocidade ao manusear PCBs de alta velocidade.
O comprimento do roteamento diferencial deve ser compatível.
A rota não deve cruzar planos terrestres incompletos.
Não coloque pontos de teste em nenhuma linha de sinal diferencial de alta velocidade.
Não encaminhe linhas de sinal de alta velocidade perto ou abaixo de cristais, osciladores, fontes de alimentação comutadas, orifícios de montagem, dispositivos magnéticos ou chips de sinais periódicos.
Tente rotear linhas de sinal de alta velocidade nas camadas superior e inferior com uma camada de referência completa. Não é recomendado traçar as linhas no plano interno.
Mantenha a distância do sinal de alta velocidade até a borda da camada de referência do solo superior a 90mil.
Preste atenção ao manuseio da fiação do soquete e do conector.
A largura do traço Coppe, o espaço e a estrutura de disposição devem ser controlados com precisão para atender ao valor de impedância restrito.
Os testes de impedância TDR geralmente são necessários quando os PCBs de alta velocidade são concluídos.
Tipos de materiais adequados devem ser escolhidos para atender às funções desejadas.
Um acabamento de superfície plano é necessário para PCBs de alta velocidade, e sempre aconselhamos ENIG para tratamento de superfície ENEPIG.
Qual é a taxa máxima de transferência de dados alcançável em uma PCB de alta velocidade?
A taxa máxima teórica de transferência de dados alcançável em um PCB de alta velocidade é de longe 10,0GPs (Gigabits por segundo), mas isso está melhorando continuamente.
Existem ferramentas ou processos especiais necessários ao projetar uma PCB de alta velocidade?
Existem ferramentas de software de design de PCB necessárias e ferramentas de simulação EDA usadas ao projetar uma PCB de alta velocidade, como Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, etc.
É importante notar que uma ferramenta de software pode ser adequada para um projeto de PCB, enquanto outra ferramenta de software pode ser melhor utilizada para outros tipos de projetos. Portanto, é muito importante encontrar a ferramenta de software de design de PCB certa.
Quais são as especificações básicas e fornecedores de material PCB de alta velocidade?
O material de alta velocidade pode ser FR4, cerâmica, PTFE ou material reforçado com PTFE com 1 Ghz a 100 Ghz. Existem vários fornecedores famosos de materiais PCB de alta velocidade, como: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic, etc.