Ce este un PCB de mare viteză?
Numim un PCB cu o frecvență de transmisie a semnalului peste 1GHz o placă de circuit imprimat de mare viteză.
Care sunt avantajele utilizării PCB-urilor de mare viteză?
Pentru a îmbunătăți frecvența semnalului și a rezolva problema EMI a produselor electronice, au fost fabricate PCB-uri de mare viteză. După ce proiectarea PCB-ului de mare viteză a câștigat un mare succes, contribuția sa la EMI este din ce în ce mai importantă. Aproape 60% dintre problemele EMI pot fi rezolvate de PCB-uri de mare viteză.
Ce materiale sunt folosite în PCB-urile de mare viteză?
Materiale cu rezistență la căldură, tenacitate mecanică și bună (fiabilitate)
Materiale cu parametri Dk/Df stabili (coeficient mic de variație cu frecvența și mediul)
Materiale cu control bun al impedanței
Materiale cu rugozitate redusă a suprafeței foliei de cupru
Se recomandă alegerea unei pânze din fibră de sticlă cu deschideri mici plate.
Ce sfaturi ar trebui să țin cont atunci când proiectez un PCB de mare viteză?
Mai jos sunt descrise mai multe sfaturi despre proiectarea unui PCB de mare viteză.
1) Utilizați software de proiectare cu opțiuni avansate
Inginerii trebuie să cunoască software-ul de proiectare care poate oferi opțiuni avansate. Instrumentele software necesită o mulțime de caracteristici sofisticate pentru a putea proiecta PCB-uri de mare viteză în software-ul CAD. Trebuie să înțelegeți mai bine instrumentele CAD puternice.
2) Rutare de mare viteză
Când vine vorba de rutarea de mare viteză, proiectanții trebuie să înțeleagă regulile de rutare de bază, inclusiv să nu decupeze straturile de sol și să mențină rutarea scurtă. Prin urmare, vă rugăm să preveniți diafonia pe o anumită distanță pe liniile digitale și să protejați toți factorii care pot genera interferențe pentru integritatea semnalului.
3) Rutare cu control al impedanței
Pentru unele semnale de aproximativ 40-120 ohmi, au nevoie de potrivirea impedanței. Potrivirea impedanței caracteristice este dezvăluită de antene și multe perechi diferențiale.
Proiectanții trebuie să înțeleagă cum să calculeze lățimea traseului și stivuirea necesară a valorii impedanței. Dacă valoarea impedanței nu este corectă, aceasta poate avea un impact grav asupra semnalului, ceea ce poate duce la coruperea datelor.
4) Urme cu potrivirea lungimii
Există multe linii în magistrala de memorie de mare viteză și în magistrala de interfață. Aceste linii pot funcționa la frecvențe foarte înalte, așa că semnalul trebuie transmis simultan de la emițător la receptor. În plus, necesită o caracteristică numită potrivirea lungimii. Prin urmare, cele mai comune standarde definesc valorile de toleranță care trebuie adaptate la lungime.
5) Minimizați aria circuitului de retur de curent
Proiectanții de PCB-uri de mare viteză trebuie să urmeze reguli de bază, cum ar fi proiectarea unui strat de pământ continuu și reducerea zonei circuitului de întoarcere a curentului prin optimizarea căii de întoarcere a curentului de rutare, precum și plasarea multor căi cusute.
Care sunt cele mai bune practici pentru fabricarea PCB-urilor de mare viteză?
Abilitățile de proiectare PCB de mare viteză sunt stăpânite, ceea ce asigură integritatea semnalului.
Materialele PCB-urilor de mare viteză sunt selectate corespunzător pentru a asigura performanța transmisiei semnalului.
Se efectuează controlul producției. Principalele puncte de control în timpul producției sunt lățimea circuitelor, distanța dintre straturi, vias placate cu cupru, grosimea de cupru a circuitelor, grosimea măștii de lipit etc.
Care este costul de proprietate când vine vorba de PCB-uri de mare viteză?
Următorii factori vor afecta costul PCB-urilor de mare viteză.
Material (materialul substratului, grosimea substratului, grosimea cuprului)
Echipamentele de fabricație utilizate
Dificultatea producției
Cerințele clientului
Metoda de ambalare aleasă
Metoda de livrare aleasă
Cum se proiectează PCB de mare viteză?
Proiectarea PCB de mare viteză este un proces relativ complex care necesită luarea în considerare pe deplin a semnalelor, impedanței, liniilor de transmisie și a multor alte elemente tehnice. Următoarele puncte tehnice pot oferi o referință.
Utilizați mai multe straturi pentru rutare în mod rezonabil.
Cu cât cablul dintre pinii dispozitivelor de circuit de mare viteză este mai scurt, cu atât mai bine.
Implementați înconjurări de sol pentru linii de semnal deosebit de importante sau unități locale.
Linia de semnal de înaltă frecvență plasată pe stratul de suprafață este predispusă să producă radiații electromagnetice mai mari. Linia de semnal de înaltă frecvență trebuie plasată între stratul de putere și stratul de pământ. Radiația generată va fi mult mai mică datorită absorbției undelor electromagnetice de către stratul de putere și stratul inferior.
Care este diferența dintre un PCB de mare viteză și un PCB standard?
Pentru un PCB standard, oamenii sunt preocupați în principal de scurtcircuit, izolație și alte probleme ale firului metalic. Cu toate acestea, odată cu căutarea de înaltă performanță a produselor electronice, frecvența de transmisie a semnalului trebuie crescută, iar oamenii sunt mai preocupați de designul integrității semnalului a PCB-ului de mare viteză.
Există considerații speciale atunci când manipulați PCB-uri de mare viteză?
Considerații speciale se află în proiectarea și producția de PCB de mare viteză atunci când se manipulează PCB-uri de mare viteză.
Lungimea traseului diferenţial ar trebui să fie egală.
Traseul nu trebuie să traverseze planuri de sol incomplete.
Nu amplasați puncte de testare pe linii de semnal diferențiale de mare viteză.
Nu dirijați linii de semnal de mare viteză în apropierea sau sub cristale, oscilatoare, surse de alimentare comutatoare, orificii de montare, dispozitive magnetice sau cipuri de semnal periodic.
Încercați să direcționați liniile de semnal de mare viteză pe straturile de sus și de jos cu un strat de sol de referință complet. Nu se recomandă rutarea liniilor pe planul interior.
Păstrați distanța de la semnalul de mare viteză până la marginea stratului de sol de referință mai mare de 90 mil.
Fiți atenți la manipularea cablurilor prizei și conectorilor.
Lățimea urmelor Coppe, spațiul și structura de întindere trebuie controlate cu precizie pentru a îndeplini valoarea de impedanță strânsă.
Testele de impedanță TDR sunt de obicei necesare atunci când PCB-urile de mare viteză sunt terminate.
Tipurile de materiale adecvate trebuie alese pentru a îndeplini funcțiile dorite.
Pentru PCB-urile de mare viteză este necesară o finisare a suprafeței plane și întotdeauna recomandăm ENIG pentru tratarea suprafeței ENEPIG.
Care este rata maximă de transfer de date care poate fi atinsă pe un PCB de mare viteză?
Rata maximă teoretică de transfer de date care poate fi realizată pe un PCB de mare viteză este de departe de 10.0GPs (Gigabiți pe secundă), dar aceasta se îmbunătățește continuu.
Sunt necesare instrumente sau procese speciale atunci când proiectați un PCB de mare viteză?
Sunt necesare instrumente software de proiectare PCB și instrumente de simulare EDA utilizate la proiectarea unui PCB de mare viteză, cum ar fi Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS etc.
Este de remarcat faptul că un instrument software poate fi potrivit pentru un proiect PCB, în timp ce un alt instrument software poate fi utilizat mai bine pentru alte tipuri de proiecte. Prin urmare, este foarte important să găsiți instrumentul software de proiectare PCB potrivit.
Care sunt specificațiile de bază și furnizorii de material PCB de mare viteză?
Materialul de mare viteză poate fi FR4, ceramică, PTFE sau material ranforsat cu PTFE cu 1 Ghz până la 100 Ghz. Există câțiva furnizori celebri de materiale PCB de mare viteză, cum ar fi: Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic etc.