PCB de alta velocidad

¿¿ qué es un PCB de alta velocidad?

Los PCB de alta velocidad utilizan placas de circuito que se llaman circuitos de alta velocidad si la frecuencia de los circuitos lógicos digitales alcanza o supera los 45 MHz a 50 mhz, y los circuitos que funcionan en esta frecuencia ya representan un tercio de todo el sistema electrónico.

Cómo seleccionar materiales de PCB para el diseño de alta velocidad

Los requisitos de los materiales de PCB de alta velocidad son los siguientes:

1. baja pérdida, CAF / resistencia al calor y resistencia mecánica (adherencia) (buena fiabilidad)

2. parámetros dk / DF estables (menor coeficiente de variación con frecuencia y entorno)

3. pequeñas tolerancia en el grosor del material y el contenido de pegamento (control de resistencia)

4. baja rugosidad de la superficie de la lámina de cobre (reducción de pérdidas)

5. trate de elegir tela de fibra de vidrio para ventanas planas (para reducir la inclinación y la pérdida)

La integridad de la señal de alta velocidad está relacionada principalmente con la consistencia de la resistencia, la pérdida de la línea de transmisión y el retraso. Se puede considerar que la integridad de la señal se puede garantizar si se pueden recibir formas de onda y mapas oculares adecuados en el extremo receptor. Por lo tanto, los principales indicadores de parámetros para la selección de materiales de PCB para circuitos digitales de alta velocidad son dk, df, pérdida, etc.

Tanto los circuitos analógicos como los digitales, la constante dieléctrica DK de los materiales de PCB de alta velocidad es un parámetro importante en la selección de materiales, ya que el valor DK está estrechamente relacionado con el valor real de Resistencia del circuito aplicado al material. Cuando el valor DK del material de PCB de alta velocidad cambia, la resistencia de la línea de transmisión del circuito cambiará inesperadamente, ya sea con el cambio de frecuencia o temperatura, lo que afectará negativamente el rendimiento de transmisión de señal del circuito digital de alta velocidad. Si el DK del material de PCB presenta diferentes valores para los componentes armónicos de diferentes frecuencias, la resistencia también tendrá diferentes valores de resistencia a diferentes frecuencias. Los cambios inesperados en los valores DK y la resistencia provocarán un cierto grado de pérdida y desplazamiento de frecuencia de los componentes armónicos, lo que distorsionará los componentes armónicos analógicos de las señales digitales de alta velocidad y, a su vez, reducirá la integridad de la señal.

La dispersión está estrechamente relacionada con el valor DK y también es una característica de los materiales de PCB de alta velocidad. Cuanto menor sea el cambio del valor DK con la frecuencia y menor sea la dispersión, mejor será la aplicación de circuitos digitales de alta velocidad. La polarización de los materiales dieléctrico, la pérdida de los materiales de PCB de alta velocidad y la rugosidad superficial de los conductores de cobre de alta frecuencia pueden causar dispersión en el circuito. Por lo tanto, los requisitos de valor DK de los materiales de alta velocidad son estables. Bajo diferentes bandas de frecuencia y temperaturas, cuanto menor sea la fluctuación del cambio, mejor.

La pérdida de la línea de transmisión de PCB de alta velocidad generalmente incluye la pérdida dieléctrica, la pérdida del conductor y la pérdida de radiación.

La pérdida dieléctrica también se llama pérdida de aislamiento. La pérdida de aislamiento de la señal PCB de alta velocidad aumenta con el aumento de la frecuencia, especialmente con el cambio de la frecuencia de los componentes armónicos superiores de la señal digital de alta velocidad, producirá una grave atenuación de amplitud, lo que dará lugar a la distorsión de la señal digital de alta velocidad. La pérdida dieléctrica es proporcional a la frecuencia de la señal, la raíz cuadrada de la constante dieléctrica DK de la capa aislante y el factor de pérdida dieléctrica DF de la capa aislante.

La pérdida del conductor está relacionada con el tipo de conductor (diferentes tipos de resistencia), la capa aislante y las dimensiones físicas del conductor, y es proporcional a la raíz cuadrada de la frecuencia; En la fabricación de PCB de alta velocidad, el principal impacto del uso de diferentes sustratos en la pérdida del conductor es causado por el efecto cutáneo y la rugosidad de la superficie. Cuando se utilizan diferentes láminas de cobre, la rugosidad de la superficie de la línea de señal es diferente. Afectada por el efecto / profundidad de la piel, la longitud de los dientes de cobre de la lámina de cobre afectará directamente la calidad de transmisión de la señal de alta velocidad. Cuanto más corta sea la longitud de los dientes de cobre, mejor será la calidad de transmisión de la señal de alta velocidad.

La pérdida de radiación del PCB de alta velocidad está relacionada con las características dieléctrico y es directamente proporcional a la constante dieléctrica dk, el factor de pérdida dieléctrica DF y la raíz cuadrada de la frecuencia.

Propiedades generales de los materiales de PCB de alta velocidad Panasonic M6

¿¿ cuáles son los materiales utilizados en los PCB de alta velocidad?

La respuesta habitual es fr4. Lo que llamamos placa de PCB generalmente se refiere al sustrato. En realidad está compuesto por láminas de cobre y preimpregnados, que se clasifican en muchas categorías según la Aplicación.

Fr4 utiliza resina epoxi o resina epoxi modificada como adhesivo, y tela de fibra de vidrio como material de refuerzo. Es decir, siempre que se utilice el material del sistema, se puede llamar fr4, por lo que fr4 es el nombre general del sistema de resina. La placa de impresión que utiliza materiales fr4 es actualmente el tipo de placa de impresión más grande y utilizado del mundo.

En general, el fr4 se clasificará en función de los siguientes tipos.

1. según la denominación y clasificación del tejido de tela de fibra de vidrio, como:

106, 1067, 1080, 1078, 2116, 2113, 3313, 7628, etc.

Estos son tipos comunes de tela de vidrio, por supuesto, hay otros tipos. El Código IPC especifica cada tipo de tela de vidrio. Por lo tanto, el mismo tipo de tela de vidrio utilizada por diferentes fabricantes de PCB básicamente no es muy diferente, ya que la tela de vidrio también tiene muchos fabricantes de pcb, pero el mismo tipo de tela de vidrio proporcionada por diferentes fabricantes de PCB debe cumplir con los requisitos de la especificación ipc.

2. clasificación por tipo de vidrio

E - vidrio (e - vidrio): e Representa electricidad, lo que significa vidrio aislante eléctrico. Es un vidrio de silicato de calcio y aluminio con poco contenido de óxido de metales alcalinos (generalmente por debajo del 1%), por lo que también se llama vidrio libre de álcalis. Tiene una alta resistencia eléctrica. El vidrio electrónico se ha convertido ahora en el componente más utilizado de la fibra de vidrio, y muchos materiales de PCB suelen usar vidrio electrónico a menos que se especifique lo contrario.

Vidrio ne (ne - glass): también conocido como vidrio bajo - dk, es un vidrio de fibra dieléctrica baja desarrollado por Japan ridong Textile co., Ltd. con una constante dieléctrica de 4,6 (1 mhz) y un factor de pérdida de 0007 (e Glass 00012). los materiales de vidrio ne comunes son m7ne, it968se, it988gse, etc.

3. según el sistema de resina utilizado por los proveedores de PCB y su clasificación de propiedades:

Materiales de PCB de alta velocidad iteq:

It180a / it170gra1 / it958g / it968 / it968se / it988gse

Materiales de PCB de alta velocidad tuc:

Tu862hf / tu872lk / tu872slk / tu872slk SP / tu883 / tu933%

Materiales de PCB de alta velocidad panasonic:

Megavatio hora 4 / m4s / megavatio hora 6 / m6g / m7e / m7ne

Colección Park meteorowave:

Mw1000 / 2000 / 3000 / 4000 / 8000

Materiales de PCB de alta velocidad shengyi: s1000 - 2 (m) / s7439 / s6, etc.

Materiales de PCB de alta velocidad rogers: ro4003 / ro3003 / ro4350b (materiales de radiofrecuencia), etc.

4. clasificación por nivel de pérdida

Según el material, se puede dividir en la tabla de pérdidas ordinarias (dfà0.02), la tabla de pérdidas medianas (0,01 < DF < 0,02), la tabla de pérdidas bajas (0005 < DF < 0,01), la lista de pérdidas ultra bajas (df < 0005), etc. según el valor de df, la clasificación aquí es más amplia, solo una clasificación aproximada. Diferentes personas pueden tener diferentes intervalos de clasificación.

5. clasificación por propiedades ignífugas

Tipo ignífugo (ul94 - vo, ul94 - v1) y tipo no ignífugo (clase ul 94 - hb)

¿Después de leer la introducción anterior, volviendo a la pregunta anterior a nuestro artículo, ¿ qué tablero de PCB de alta velocidad suele usar? Por supuesto, me gustaría escuchar los nombres de los materiales correspondientes al sistema de resina y las propiedades utilizadas por los proveedores de placas de pcb, como it180a / s1000 - 2 / it968 / m4s, etc. según las diferentes pérdidas y materiales de los diferentes fabricantes, se basa principalmente en placas ordinarias de media y alta velocidad con pérdidas más bajas que las fr4 ordinarias, mientras que las fr4 ordinarias, como it180 a, s1000 - 2 / m, tu752 / 768, etc., básicamente no son muy diferentes en df. También es la placa Hi - Tg que más utilizamos actualmente, Panasonic megatron6 / m6g, para PCB de alta velocidad.

Diseño de PCB de alta velocidad, diseño de PCB de alta velocidad

Para diseñar PCB de alta velocidad de alta calidad, debemos considerar la integridad de la señal y la integridad de la fuente de alimentación. Sin embargo, conocemos la diferencia entre la señal de alta velocidad y la señal de alta frecuencia, y entendemos la diferencia entre la señal de alta velocidad y la señal de alta frecuencia en el diseño de pcb. Aunque el resultado directo proviene de la integridad de la señal, no debemos ignorar el diseño de la integridad de la potencia. Porque la integridad de la Potencia afecta directamente la integridad de la señal del PCB final de alta velocidad.

Al diseñar y construir apilamientos de pcb, se debe dar prioridad a los materiales. Los PCB 5G deben cumplir con todas las especificaciones al transportar y recibir señales, proporcionar conexiones eléctricas y proporcionar controles funcionales específicos. Además, es necesario abordar los desafíos en el diseño de pcb, como mantener la integridad de la señal a alta velocidad, la gestión de la disipación de calor y cómo prevenir la interferencia electromagnética (emi) entre datos y placas.

Las frecuencias más altas requerirán el uso de materiales adecuados en el PCB para capturar y transmitir señales más bajas y altas sin pérdida de señal ni emi. Otro problema es que el dispositivo se volverá más ligero, portátil y más pequeño. Debido a las estrictas limitaciones de peso, tamaño y espacio, el material de PCB debe ser flexible y ligero para acomodar todos los Dispositivos microelectrónicos en la placa de circuito.

Para los cables de cobre de pcb, se debe seguir un cableado más delgado y un control de resistencia más estricto. El proceso tradicional de grabado por resta de los PCB de alta velocidad 3G y 4G se puede convertir en un proceso de semiadición mejorado. Estos procesos mejorados de semiadición proporcionarán trayectorias más precisas y paredes más rectas.

También se están rediseñando materiales y sustratos. Las empresas de placas de circuito impreso están estudiando materiales con una constante dieléctrica tan baja como 3, ya que el material estándar para los PCB de baja velocidad suele ser de 3,5 a 5,5. El tejido de fibra de vidrio más apretado, los factores de pérdida más bajos, los materiales de pérdida y el cobre de bajo perfil también serán opciones para los PCB de alta velocidad de señal digital para evitar la pérdida de señal y mejorar la integridad de la señal.

Los condensadores cruzados y parasitarios son los principales problemas de las placas de circuito. Para manejar las conversaciones cruzadas y el EMI causadas por frecuencias analógicas y digitales en el tablero, se recomienda encarecidamente cableado separado. El uso de placas multicapa proporcionará una mejor versatilidad para determinar cómo colocar el enrutamiento de alta velocidad, manteniendo así las rutas de las señales de retorno analógicas y digitales alejadas entre sí, manteniendo al mismo tiempo la separación de los circuitos de ca y DC. El aumento del blindaje y el filtrado al organizar los componentes también debe reducir la cantidad natural de EMI en el pcb.

Para garantizar que la superficie del cobre esté libre de defectos y cortocircuitos o circuitos abiertos graves, se utilizará un sistema avanzado de detección óptica automática (aio) con funciones superiores y mediciones bidimensionales para comprobar el cableado de los conductores y realizar las mediciones. Estas tecnologías ayudarán a los fabricantes de PCB a encontrar posibles riesgos de degradación de la señal.

Una mayor velocidad de señal hará que la corriente a través del PCB genere más calor. Los materiales de PCB para materiales dieléctrico y capas de sustrato central requerirán el procesamiento completo de la alta velocidad necesaria para la tecnología 5g. Si el material es insuficiente, puede causar alambre de cobre, descamación, contracción y deformación, ya que estos problemas pueden causar deterioro del pcb.

Para hacer frente a estas temperaturas más altas, los fabricantes deben centrarse en la selección de materiales para resolver los problemas de conductividad térmica y coeficiente térmico. Se deben utilizar materiales con mayor conductividad térmica, excelente transferencia de calor y constante dieléctrica consistente para producir buenos pcb.

El diseño de PCB de alta velocidad es un proceso de diseño muy complejo. Hay muchos factores que deben tenerse en cuenta en el diseño de PCB de alta velocidad, que a veces son lo contrario. Si los dispositivos de alta velocidad están dispuestos a acercarse entre sí, aunque se puede reducir el retraso, pueden producirse conversaciones cruzadas y efectos térmicos significativos. Por lo tanto, en el diseño, es necesario sopesar diversos factores y hacer un compromiso integral; No solo cumple con los requisitos de diseño, sino que también reduce la complejidad del diseño. El método de diseño de PCB de alta velocidad constituye la controlabilidad del proceso de diseño. ¡¡ solo el diseño controlable de PCB de alta velocidad puede ser confiable y exitoso!

El PCB de alta velocidad, también conocido como PCB de alta velocidad o PCB de alta velocidad, es un PCB de alta velocidad fabricado con materiales de PCB de alta velocidad. tiene las características de alta velocidad, alta fiabilidad, baja latencia, gran capacidad y alto ancho de banda.

Los PCB de alta velocidad son ampliamente utilizados en las comunicaciones 5g, como estaciones base 5G y grandes computadoras. La placa de circuito PCB de alta velocidad también es uno de los productos centrales del ipcb. El IPCB puede proporcionar a los usuarios servicios de diseño de PCB de alta velocidad, muestras de PCB de alta velocidad, fabricación de PCB de alta velocidad, SMT de PCB de alta velocidad y montaje de pcb. Si necesita fabricar PCB de alta frecuencia, Póngase en contacto con el ipcb.