pcb, ca purtător de componente electronice și punte de conexiuni electrice, a evoluat în diferite tipuri în funcție de diferite cerințe de aplicare, printre carePCB-ul de-înaltă viteză are diferențe semnificative față de PCB-ul generalîn multe aspecte. O înțelegere profundă a acestor diferențe este crucială pentru inginerii electronici pentru a face alegeri informate cu privire la tipurile de PCB, pentru a optimiza designul circuitelor și pentru a asigura performanța produselor electronice.
Caracteristicile transmisiei semnalului
Transmisia generală a semnalului PCB
În general, plăcile de circuite imprimate sunt utilizate în principal în scenarii în care viteza de transmisie a semnalului este relativ scăzută, cum ar fi circuitele obișnuite de control al iluminatului, circuitele simple de jucărie etc. În aceste circuite, frecvența semnalului este scăzută, viteza de transmisie a semnalului este lentă, iar întârzierea și distorsiunea semnalului în timpul transmisiei au un impact relativ mic asupra performanței generale a circuitului.
Transmitere semnal de mare viteză pe pcb
Plăcile de circuite imprimate de mare viteză se concentrează pe procesarea semnalelor de-frecvență înaltă și-de mare viteză, utilizate în mod obișnuit în domenii precum echipamentele de comunicații 5G, computerele de-înaltă performanță și sistemele de stocare a datelor-de mare viteză. În aceste aplicații, frecvența semnalului poate ajunge la câțiva GHz sau chiar mai mare, iar viteza de transmisie a semnalului este extrem de rapidă.
Selectarea consiliului
Placa PCB generala
În general, plăcile cu circuite imprimate au cerințe relativ scăzute pentru materialele plăcilor și folosesc în mod obișnuit plăci cu-cost redus-pentru uz general, cum ar fi cele obișnuitefr4(laminate placate cu-cupru cu rășină epoxidică armată cu fibră de sticlă ignifugă). Acest tip de placă are proprietăți mecanice bune și anumite proprietăți de izolare electrică, care pot satisface nevoile de bază ale circuitelor generale. Constanta sa dielectrică și pierderea dielectrică sunt relativ mari, dar în scenariile de transmisie a semnalului cu frecvență joasă- și cu viteză redusă-, aceste caracteristici nu au un impact semnificativ asupra performanței circuitului.
Placa PCB de mare viteza
Pentru a îndeplini cerințele de transmisie a semnalului de-frecvență înaltă și de-viteză mare, plăcile cu circuite imprimate de-viteză mare trebuie să utilizeze plăci cu proprietăți speciale. Aceste plăci au de obicei caracteristicile unei constante dielectrice scăzute și pierderi dielectrice scăzute. Constanta dielectrică scăzută poate reduce întârzierea semnalelor în timpul transmisiei, în timp ce pierderea dielectrică scăzută poate reduce pierderea de energie a semnalelor în timpul transmisiei, asigurând astfel integritatea și stabilitatea semnalelor. Plăcile PCB obișnuite cu viteză mare-includ materiale pe bază de PTFE, plăci Rogers etc. Materialele pe bază de PTFE au constantă dielectrică și pierderi dielectrice extrem de scăzute și funcționează bine în transmisia de semnal de-înaltă frecvență. Sunt utilizate pe scară largă în producția de pcb-uri cu viteză mare-în domenii precum comunicațiile 5G și comunicațiile prin satelit. Cu toate acestea, costul acestor plăci de-performanță ridicată este relativ ridicat, ceea ce este și unul dintre motivele pentru care costul de fabricație al plăcilor de circuite imprimate de-înaltă viteză este mai mare decât cel al plăcilor de circuite imprimate generale.
layout-ul de proiectare
Aspect general al designului PCB-ului
Dispunerea de proiectare a plăcilor de circuite imprimate generale este relativ simplă, cu accent pe îndeplinirea cerințelor de instalare și conectare electrică a componentelor electronice. La așezare, principalele considerații sunt locația spațială a componentelor, ușurința instalării și întreținerii și alți factori. Cerințele de optimizare pentru căile de transmisie a semnalului nu sunt mari, iar aspectul liniei este relativ liber, permițând lățimi și distanțe mai mari ale liniilor.
Aspect de proiectare PCB de mare viteză
Aspectul de design al plăcilor cu circuite imprimate de-înaltă viteză necesită o luare în considerare cuprinzătoare a mai multor factori complecși pentru a asigura transmisia de semnal de-înaltă calitate. În primul rând, în ceea ce privește aspectul componentelor, este necesar să se scurteze calea de transmisie a semnalelor-de mare viteză pe cât posibil și să se reducă întârzierea transmisiei semnalului. De exemplu, în vecinătatea-cipurilor de interfață de transmisie a datelor cu viteză mare, condensatoarele de filtrare, rezistențele terminale și alte componente asociate ar trebui amplasate cât mai mult posibil pentru a optimiza calitatea semnalului. În al doilea rând, pentru liniile de semnal cu viteză mare-, este necesar să se controleze strict lățimea liniilor, distanța dintre linii și lungimea liniei pentru a obține o potrivire precisă a impedanței. Frecvențele de semnal și ratele de transmisie diferite au cerințe diferite pentru potrivirea impedanței și este necesar să se determine parametrii adecvați de linie prin calcule și simulări profesionale. În plus, plăcile de circuite imprimate de mare-viteză trebuie, de asemenea, să planifice straturile de putere și de masă în mod rezonabil pentru a crește stabilitatea sursei de alimentare și capacitatea de-anti interferențe a semnalului. De exemplu, prin utilizarea unui plan mare de împământare pentru a reduce rezistența de împământare și pentru a minimiza interferența pe calea de întoarcere a semnalului; Adoptarea mai multor straturi de putere pentru a oferi o sursă de alimentare stabilă pentru diferite module de circuit.
procesul de fabricatie
Procesul general de fabricare a pcb-ului
Procesul de fabricație a plăcilor de circuite imprimate generale este relativ convențional, incluzând în principal pași de bază, cum ar fi fabricarea circuitelor, găurirea, galvanizarea, mască de lipit și serigrafie. În aceste procese, cerințele pentru acuratețe și controlul procesului sunt relativ scăzute. De exemplu, în tehnologia de găurire, precizia necesară a deschiderii poate fi în jur de ± 0,1 mm; La realizarea circuitului, precizia lățimii/spațierii liniilor poate ajunge la aproximativ 5mil/5mil (1mil=0.0254mm) pentru a îndeplini cerințele. Această cerință de proces relativ relaxată are ca rezultat costuri de producție mai mici și cicluri de producție mai scurte pentru plăcile de circuite imprimate generale.
Proces de fabricație de PCB de mare viteză
Procesul de fabricație a plăcilor cu circuite imprimate de-înaltă viteză necesită o precizie extrem de ridicată și un control strict al procesului. În ceea ce privește găurirea, este necesar un echipament de foraj de-înaltă precizie pentru a se asigura că precizia deschiderii atinge ± 0,05 mm sau chiar mai mare, pentru a îndeplini cerințele de-perforare a semnalului de mare viteză și pentru a reduce impactul perforației asupra transmisiei semnalului. În procesul de fabricare a circuitului, cerința de precizie pentru lățimea/spațierea liniilor este de obicei de 3mil/3mil sau chiar mai mică pentru a obține un control precis al impedanței și transmiterea semnalului. În plus, plăcile cu circuite imprimate de mare-viteză necesită o precizie de aliniere extrem de ridicată între straturi în procesul de laminare pentru a asigura acuratețea căilor de transmisie a semnalului. În același timp, pentru a satisface cererea de transmitere a semnalului de-înaltă viteză, pot fi necesare procese speciale de tratare a suprafeței, cum ar fi nichela fără electroși și placarea cu aur, pentru a îmbunătăți lipirea și performanța de transmisie a semnalului a circuitului. Desigur, aceste procese de producție de înaltă-precizie nu numai că măresc costul de producție al plăcilor de-circuite imprimate de mare viteză, dar reprezintă și o provocare serioasă pentru puterea tehnică și nivelul de echipament al producătorilor.
plăci de circuite imprimate de mare-viteză FR-4 pcb