Высокоскоростной PCB

Что такое высокоскоростной PCB?

Высокоскоростные PCB используют такие платы, которые называются высокоскоростными схемами, если частота цифровой логической схемы достигает или превышает 45 МГц - 50 МГц, и схемы, работающие на этой частоте, уже составляют треть всей электронной системы.

Как выбрать материал PCB для высокоскоростного проектирования

Требования к высокоскоростным материалам PCB следующие:

1. Низкие потери, CAF / термостойкость и механическая вязкость (адгезия) (хорошая надежность)

Стабильные параметры Dk / DF (с меньшим коэффициентом изменения частоты и окружающей среды)

3.Малый допуск на толщину материала и содержание клея (контроль сопротивления)

4. Низкая шероховатость поверхности медной фольги (уменьшение потерь)

5. Максимально возможный выбор стекловолокнистой ткани с плоскими окнами (уменьшение перекосов и потерь)

Целостность высокоскоростных сигналов в основном связана с согласованностью сопротивления, потерь линии передачи и задержки. Можно предположить, что целостность сигнала может быть гарантирована, если соответствующая форма волны и изображение глаза могут быть получены на приемном конце. Таким образом, основными параметрами выбора материала PCB для высокоскоростных цифровых схем являются DK, DF, потери и так далее.

Будь то аналоговые или цифровые схемы, диэлектрическая константа DK высокоскоростного материала PCB является важным параметром для выбора материала, поскольку значение DK тесно связано с фактическим сопротивлением цепи, используемым в материале. Когда значение DK высокоскоростного материала PCB изменяется, сопротивление линии передачи цепи неожиданно меняется как с частотой, так и с температурой, что негативно влияет на производительность передачи сигнала высокоскоростной цифровой схемы. Если DK материала PCB имеет разные значения для гармонической составляющей на разных частотах, сопротивление также будет иметь разные значения сопротивления на разных частотах. Непредвиденные изменения значений DK и сопротивлений могут привести к некоторой потере гармонической составляющей и смещению частоты, что приводит к искажению аналоговой гармонической составляющей высокоскоростного цифрового сигнала, тем самым снижая целостность сигнала.

Дисперсия тесно связана с значением DK и является особенностью высокоскоростных материалов PCB. Чем меньше значение DK меняется с частотой, тем меньше дисперсия, тем лучше применение высокоскоростных цифровых схем. Поляризация диэлектрического материала, потеря высокоскоростного материала PCB и шероховатость поверхности высокочастотного медного проводника могут привести к дисперсии схемы. Поэтому значение DK высокоскоростного материала требует стабильности. При различных диапазонах частот и температурах, чем меньше колебания, тем лучше.

Потери высокоскоростных линий передачи PCB обычно включают потери среды, потери проводника и потери излучения

Диэлектрическая потеря также называется потерей изоляции. Потери изоляции высокоскоростных PCB - сигналов увеличиваются с увеличением частоты, особенно с изменением частоты компонентов высоких гармоник высокоскоростных цифровых сигналов, что приводит к серьезному амплитудному затуханию, которое приводит к искажению высокоскоростных цифровых сигналов. Потери диэлектрика пропорциональны частоте сигнала, диэлектрической константе диэлектрического слоя DK квадратного корня изоляционного слоя и коэффициенту потерь диэлектрика DF изоляционного слоя.

Потери проводника связаны с типом проводника (разные типы сопротивлений), физическими размерами изоляционного слоя и проводника и пропорциональны квадратному корню частоты; При производстве высокоскоростных ПХБ основное влияние использования различных базовых пластин на потери проводника вызвано эффектом скининга и шероховатостью поверхности. При использовании различных медных фольг шероховатость поверхности сигнальных линий различна. Под влиянием эффекта / глубины кожи длина медных зубов из медной фольги будет напрямую влиять на качество передачи высокоскоростных сигналов. Чем короче длина медного зуба, тем лучше качество передачи высокоскоростного сигнала.

Радиационные потери высокоскоростных ПХБ связаны с диэлектрическими свойствами и прямо пропорциональны квадратному корню диэлектрической константы DK, коэффициента диэлектрических потерь DF и частоты.

Общие характеристики высокоскоростных PCB - материалов Panasonic M6

Какие материалы используют высокоскоростные PCB?

Обычно ответ - FR4. То, что мы называем PCB - панелью, обычно относится к базовой плате. На самом деле он состоит из медной фольги и предварительно пропитанного материала, который имеет много классификаций в зависимости от применения.

FR4 использует эпоксидную смолу или модифицированную эпоксидную смолу в качестве клея, а стекловолокнистую ткань в качестве армирующего материала. То есть, если используется материал системы, его можно назвать FR4, поэтому FR4 является общим названием системы смолы. Печатные листы, использующие материалы FR4, являются крупнейшим и наиболее используемым типом печатных листов в мире.

Как правило, FR4 классифицируется в соответствии со следующими типами.

1. Названия и классификации, основанные на ткани из стекловолокна, такие как:

106, 1067, 1080, 1078, 2116, 2113, 3313, 7628 и т.д.

Это часто используемые типы стеклянной ткани и, конечно же, другие типы. Каждый тип стеклянной ткани указан в спецификации IPC. Таким образом, один и тот же тип стеклянной ткани, используемой различными производителями ПХД, в основном не сильно отличается, поскольку существует много производителей ПХД, но один и тот же тип стеклянной ткани, поставляемой различными производителями ПХД, должен соответствовать требованиям спецификации IPC.

2. Классификация по видам стекла

E - Стекло (E - Стекло): E означает электрическое, что означает электрическое изоляционное стекло. Это кальциево - алюминиевосиликатное стекло с небольшим содержанием оксида щелочного металла (обычно менее 1%), поэтому его также называют безщелочным стеклом. Обладает высоким удельным сопротивлением. Электронное стекло теперь является наиболее часто используемым компонентом стекловолокна, и многие материалы PCB обычно используют электронное стекло, если не указано иное.

Стекло NE (NE - glass): также известное как низкое - Dk стекло, является низкодиэлектрическим волокнистым стеклом, разработанным японской компанией Japan East Textile Co., Ltd. с диэлектрической константой сигма (1 МГц) 4,6 (E - стекло 6,6), коэффициентом потерь Тан сигма (1 Мц) 00007 (E - стекло 00012), часто используемыми материалами из стекла NE являются M7NE, IT968SE, IT988GSE и т. Д.

В соответствии с системой смолы, используемой поставщиком PCB, и классификацией ее характеристик:

Высокоскоростные PCB - материалы Iteq:

IT180A / IT170GRA1 / IT958G / IT968 / IT968SE / IT988GSE

Высокоскоростные PCB материалы Tuc:

Tu862HF / Tu872LK / Tu872SLK / Tu872SLK SP / Tu883 / Tu933 +

Высокоскоростные PCB материалы Panasonic:

Таблица 4 / M4S / M7NE

Серия Park Meteowave:

MW1000 / 2000 / 3000 / 4000 / 8000

Высокоскоростные материалы PCB Sheng Million: S1000 - 2 (M) / S7439 / S6 и т. Д.

Высокоскоростные PCB - материалы Rogers: RO4003 / RO3003 / RO4350B (радиочастотные материалы) и многое другое.

4. Классификация по категориям потерь

В зависимости от материала, можно разделить на обычный отчет о потерях (Dfâ 0.02), средний отчет о потерях (0.01 < Df < 0.02), отчет о низких потерях (0.005 < Df < 0.01), ультранизкий отчет о потерях (Df < 0.005) и т. Д. В соответствии с значением Df, классификация здесь более обширна, просто грубая классификация. У разных людей могут быть разные интервалы классификации.

5. Классификация по огнестойкости

Огнестойкие (UL94 - VO, UL94 - V1) и неогнестойкие (UL 94 - HB)

Прочитав введение выше и возвращаясь к вопросу перед нашей статьей, какую высокоскоростную PCB - панель вы обычно используете? Конечно, я хотел бы услышать названия материалов, соответствующих смоляным системам и характеристикам, используемым поставщиками PCB - панелей, таких как IT180A / S1000 - 2 / IT968 / M4S. В зависимости от различных потерь и материалов разных производителей, он в основном основан на обычных средних и высокоскоростных пластинах с потерями ниже обычных FR4, в то время как обычные FR4, такие как IT180 A, S1000 - 2 / M, Ту752 / 768 и т. Д. практически не отличаются друг от друга. Это также самая используемая в настоящее время плата Hi - Tg, Panasonic Megtron 6 / M6G для высокоскоростных PCB.

Высокоскоростная конструкция PCB, высокоскоростная компоновка PCB

Чтобы спроектировать высококачественные высокоскоростные PCB, мы должны учитывать целостность сигнала и целостность питания. Тем не менее, мы знаем разницу между высокоскоростными и высокочастотными сигналами и понимаем разницу между высокоскоростными и высокочастотными сигналами в конструкции PCB. Хотя непосредственный результат исходит из целостности сигнала, мы не должны упускать из виду конструкцию целостности мощности. Потому что целостность мощности напрямую влияет на целостность сигнала конечной высокоскоростной PCB.

При проектировании и построении пакетов PCB приоритет должен отдаваться материалам. 5G PCB должен соответствовать всем спецификациям при передаче и приеме сигналов, обеспечении электрического соединения и обеспечении управления конкретными функциями. Кроме того, необходимо решить проблемы проектирования PCB, такие как высокоскоростное поддержание целостности сигнала, управление охлаждением и предотвращение электромагнитных помех между данными и панелями (EMI)

Более высокие частоты потребуют использования соответствующих материалов в PCB для захвата и передачи более низких и более высоких сигналов без потери сигнала и EMI. Другая проблема заключается в том, что устройство станет более легким, портативным и меньшим. Из - за строгих ограничений по весу, размеру и пространству материалы PCB должны быть гибкими и легкими для размещения всех микроэлектронных устройств на платах.

Для медных проводов PCB необходимо следовать более тонкой проводке и более строгому контролю сопротивления. Традиционные методы антитеневого травления 3G и 4G высокоскоростных PCB могут быть преобразованы в улучшенные полуаддитивные процессы. Эти улучшенные полудобавочные процессы обеспечат более точные траектории и более прямые стенки.

Материалы и фундамент также находятся в процессе переработки. Компания по производству печатных плат изучает материалы с диэлектрической константой до 3, поскольку стандартные материалы для низкоскоростных ПХБ обычно составляют от 3,5 до 5,5. Более плотное плетение из стекловолокна, более низкие коэффициенты потерь, изношенные материалы и медь с низким профилем также будут выбраны для высокоскоростных ПХБ цифрового сигнала, чтобы предотвратить потерю сигнала и улучшить целостность сигнала.

Последовательные помехи и паразитные конденсаторы являются основными проблемами платы. Для устранения помех и EMI, вызванных аналоговыми и цифровыми частотами на панели, настоятельно рекомендуется отдельная проводка. Использование многослойных панелей обеспечит лучшую универсальность для определения того, как размещать высокоскоростные маршрутизации, чтобы держать пути аналоговых и цифровых сигналов возврата вдали друг от друга, сохраняя при этом связь и разделение цепей постоянного тока. Дополнительные экраны и фильтры при размещении компонентов также должны уменьшить естественное количество EMI на PCB.

Чтобы убедиться, что медная поверхность не имеет дефектов и серьезного короткого замыкания или открытого замыкания, будет использоваться усовершенствованная автоматическая оптическая система обнаружения (AIO) с более высокими функциями и двумерными измерениями для проверки проводки проводника и проведения измерений. Эти технологии помогут производителям PCB выявлять возможные риски ухудшения сигнала.

Более высокая скорость сигнала приведет к увеличению тепла, генерируемого током PCB. Материалы PCB для диэлектрических материалов и основной подложки потребуют высокой скорости, необходимой для полной обработки технологии 5G. Если материала недостаточно, это может привести к медной проволоке, отслоению, усадке и деформации, поскольку эти проблемы могут привести к ухудшению PCB.

Чтобы справиться с этими более высокими температурами, производителям необходимо сосредоточиться на выборе материала для решения проблемы теплопроводности и теплового коэффициента. Для производства хороших ПХБ необходимо использовать материалы с более высокой теплопроводностью, превосходной теплопередачей и последовательной диэлектрической константой.

Высокоскоростное проектирование PCB - это очень сложный процесс проектирования. При высокоскоростном проектировании PCB необходимо учитывать множество факторов, которые иногда противоположны. Если высокоскоростные устройства расположены близко друг к другу, хотя задержка может быть уменьшена, могут возникнуть последовательные помехи и значительные тепловые эффекты. Поэтому при проектировании необходимо взвесить различные факторы и прийти к всеобъемлющему компромиссу; Он не только отвечает требованиям дизайна, но и снижает сложность дизайна. Использование высокоскоростных средств проектирования PCB представляет собой управляемость процесса проектирования. Только управляемый высокоскоростной дизайн PCB может быть надежным и успешным!

Высокоскоростная PCB, также известная как высокоскоростная PCB - плата или высокоскоростная PCB - плата, представляет собой высокоскоростную PCB - пластину, изготовленную из высокоскоростного PCB - материала. Высокоскоростная, высокая надежность, низкая задержка, большая емкость, высокая пропускная способность и другие характеристики.

Высокоскоростные PCB широко используются в сетях 5G, таких как базовые станции 5G и большие компьютеры. Высокоскоростные платы PCB также являются одним из основных продуктов IPCB. IPCB может предоставить пользователям высокоскоростной дизайн PCB, высокоскоростные образцы PCB, высокоскоростное производство PCB, высокоскоростное производство PCB SMT и услуги сборки PCB. Если вам нужно высокочастотное производство PCB, обратитесь в IPCB.