Yüksek Hızlı PCB Nedir?
Sinyal iletim frekansı 1GHz'in üzerinde olan PCB'ye yüksek hızlı baskılı devre kartı diyoruz.
Yüksek hızlı PCB kullanmanın avantajları nelerdir?
Sinyal frekansını iyileştirmek ve elektronik ürünlerin EMI sorununu çözmek için yüksek hızlı PCB'ler üretildi. Yüksek hızlı PCB tasarımının büyük başarı kazanmasının ardından EMI'ye katkısı giderek önem kazanmaktadır. EMI sorunlarının neredeyse %60'ı yüksek hızlı PCB'ler tarafından çözülebilir.
Yüksek hızlı PCB'lerde hangi malzemeler kullanılır?
Isı direncine, mekanik tokluğa ve iyi (güvenilirliğe) sahip malzemeler
Kararlı Dk/Df parametrelerine sahip malzemeler (frekans ve çevreye göre küçük değişim katsayısı)
İyi empedans kontrolüne sahip malzemeler
Bakır folyo yüzeyinin pürüzlülüğü düşük olan malzemeler
Küçük düz açıklıklara sahip cam elyaf kumaşın seçilmesi tavsiye edilir.
Yüksek hızlı bir PCB tasarlarken hangi ipuçlarını dikkate almalıyım?
Yüksek hızlı bir PCB tasarlamaya ilişkin çeşitli ipuçları aşağıda açıklanmıştır.
1) Gelişmiş seçeneklere sahip tasarım yazılımını kullanın
Mühendislerin gelişmiş seçenekler sunabilecek tasarım yazılımlarını bilmeleri gerekir. Yazılım araçları, CAD yazılımında yüksek hızlı PCB'ler tasarlayabilmek için birçok gelişmiş özellik gerektirir. Güçlü CAD araçlarını daha iyi anlamanız gerekir.
2) Yüksek hızlı yönlendirme
Yüksek hızlı yönlendirme söz konusu olduğunda tasarımcıların, zemin katmanlarını kesmemek ve yönlendirmeyi kısa tutmak da dahil olmak üzere temel yönlendirme kurallarını anlaması gerekir. Bu nedenle lütfen dijital hatlarda belirli bir mesafe boyunca karışmayı önleyin ve sinyal bütünlüğü açısından parazit oluşturabilecek tüm faktörleri koruyun.
3) Empedans kontrollü yönlendirme
Yaklaşık 40-120 ohm'luk bazı sinyaller için empedans uyumuna ihtiyaç duyarlar. Karakteristik empedans uyumu antenler ve birçok diferansiyel çift tarafından ortaya çıkarılır.
Tasarımcıların yönlendirmenin genişliğini ve empedans değerinin gerekli birikimini nasıl hesaplayacaklarını anlamaları gerekir. Empedans değeri doğru değilse sinyal üzerinde ciddi bir etki yaratabilir ve bu da veri bozulmasına neden olabilir.
4) Uzunluk eşleşmeli izler
Yüksek hızlı bellek veriyolunda ve arayüz veriyolunda çok sayıda hat vardır. Bu hatlar çok yüksek frekanslarda çalışabildiğinden sinyalin göndericiden alıcıya aynı anda iletilmesi gerekir. Ayrıca uzunluk eşleştirme adı verilen bir özellik gerektirir. Bu nedenle en yaygın standartlar uzunluğa uyması gereken tolerans değerlerini tanımlar.
5) Akım dönüş devresinin alanını en aza indirin
Yüksek hızlı PCB tasarımcılarının, sürekli bir toprak katmanı tasarlamak ve yönlendirmenin mevcut dönüş yolunu optimize etmenin yanı sıra birçok dikişli yol yerleştirerek akım dönüş devresinin alanını azaltmak gibi temel kurallara uyması gerekir.
Yüksek hızlı PCB'lerin üretimi için en iyi uygulamalardan bazıları nelerdir?
Sinyal bütünlüğünü sağlayan yüksek hızlı PCB tasarım becerilerinde uzmanlaşılmıştır.
Yüksek hızlı PCB'lerin malzemeleri, sinyal iletiminin performansını sağlayacak şekilde uygun şekilde seçilir.
Üretim kontrolü yapılır. Üretim sırasındaki ana kontrol noktaları devrelerin genişliği, katman aralıkları, bakır kaplı vialar, devrelerin bakır kalınlığı, lehim maskesinin kalınlığı vb.'dir.
Yüksek hızlı PCB'ler söz konusu olduğunda sahip olma maliyeti nedir?
Aşağıdaki faktörler yüksek hızlı PCB'lerin maliyetini etkileyecektir.
Malzeme (alt tabaka malzemesi, alt tabakanın kalınlığı, bakır kalınlığı)
Kullanılan üretim ekipmanları
Üretimin zorluğu
Müşterinin gereksinimleri
Seçilen paketleme yöntemi
Seçilen teslimat yöntemi
Yüksek Hızlı PCB Nasıl Tasarlanır?
Yüksek hızlı PCB tasarımı, sinyallerin, empedansın, iletim hatlarının ve diğer birçok teknik unsurun tam olarak dikkate alınmasını gerektiren nispeten karmaşık bir süreçtir. Aşağıdaki teknik noktalar bazı referanslar sağlayabilir.
Makul bir şekilde yönlendirme için çok katmanları kullanın.
Yüksek hızlı devre cihazlarının pinleri arasındaki uç ne kadar kısa olursa o kadar iyidir.
Özellikle önemli sinyal hatları veya yerel birimler için zemin çevrelemeleri uygulayın.
Yüzey katmanına yerleştirilen yüksek frekanslı sinyal hattı daha büyük elektromanyetik radyasyon üretme eğilimindedir. Yüksek frekanslı sinyal hattı güç katmanı ile toprak katmanı arasına yerleştirilmelidir. Elektromanyetik dalgaların güç katmanı ve alt katman tarafından emilmesi nedeniyle üretilen radyasyon çok daha az olacaktır.
Yüksek hızlı PCB ile standart PCB arasındaki fark nedir?
Standart bir PCB için insanlar çoğunlukla kısa devre, yalıtım ve metal telin diğer sorunlarıyla ilgilenirler. Bununla birlikte, elektronik ürünlerin yüksek performansının peşinde, sinyal iletim frekansının arttırılması gerekiyor ve insanlar, yüksek hızlı PCB'nin sinyal bütünlüğü tasarımı konusunda daha fazla endişe duyuyorlar.
Yüksek hızlı PCB'leri kullanırken dikkat edilmesi gereken özel hususlar var mı?
Yüksek hızlı PCB'lerle çalışırken yüksek hızlı PCB tasarımı ve üretiminde özel hususlar yatmaktadır.
Diferansiyel yönlendirmenin uzunluğu eşleştirilmelidir.
Yönlendirme tamamlanmamış yer düzlemlerini geçmemelidir.
Test noktalarını diferansiyel yüksek hızlı sinyal hatlarına yerleştirmeyin.
Yüksek hızlı sinyal hatlarını kristallerin, osilatörlerin, anahtarlamalı güç kaynaklarının, montaj deliklerinin, manyetik cihazların veya periyodik sinyal çiplerinin yakınından veya altından geçirmeyin.
Yüksek hızlı sinyal hatlarını üst ve alt katmanlara tam referanslı bir zemin katmanıyla yönlendirmeye çalışın. Çizgilerin iç düzlemde yönlendirilmesi önerilmez.
Yüksek hızlı sinyalden referans zemin katmanının kenarına kadar olan mesafeyi 90 milden fazla tutun.
Soket ve konnektör kablolarının kullanımına dikkat edin.
Coppe iz genişliği, alanı ve döşeme yapısı, sıkı empedans değerini karşılamak için hassas bir şekilde kontrol edilmelidir.
TDR empedans testlerine genellikle yüksek hızlı PCB'ler bittiğinde ihtiyaç duyulur.
İstenilen fonksiyonları karşılayacak uygun malzeme türleri seçilmelidir.
Yüksek hızlı PCB'ler için düz bir yüzey kaplaması gereklidir ve ENEPIG yüzey işlemi için her zaman ENIG'yi tavsiye ederiz.
Yüksek hızlı bir PCB'de elde edilebilecek maksimum veri aktarım hızı nedir?
Yüksek hızlı bir PCB'de elde edilebilecek teorik maksimum veri aktarım hızı şu ana kadar 10,0GP'dir (saniyede Gigabit), ancak bu sürekli olarak gelişmektedir.
Yüksek hızlı bir PCB tasarlarken herhangi bir özel araç veya süreç gerekli midir?
Cadence, Mentor, PADS, Altium, HyperLynx, HFSS, ADS, vb. gibi yüksek hızlı bir PCB tasarlarken kullanılan gerekli PCB tasarım yazılım araçları ve EDA simülasyon araçları vardır.
Bir yazılım aracının bir PCB projesi için uygun olabileceğini, diğer yazılım aracının ise diğer proje türleri için daha iyi kullanılabileceğini belirtmekte fayda var. Bu nedenle doğru PCB tasarım yazılım aracını bulmak çok önemlidir.
Yüksek hızlı PCB malzemesinin temel özellikleri ve tedarikçileri nelerdir?
Yüksek hız malzemesi 1 Ghz'den 100 Ghz'e kadar FR4, seramik, PTFE veya PTFE takviyeli malzeme olabilir. Rogers, ISOLA, Ventec, ITEQ, TUC, SHENGYI, Panasonic, Taconic vb. gibi birçok ünlü yüksek hızlı PCB malzemesi tedarikçisi bulunmaktadır.