pcb, com a portador de components electrònics i pont de connexions elèctriques, ha evolucionat en diversos tipus segons diferents requisits d'aplicació, entre els qualsLa PCB-d'alta velocitat té diferències significatives amb la PCB generalen molts aspectes. Una comprensió profunda d'aquestes diferències és crucial perquè els enginyers electrònics prenguin decisions informades sobre els tipus de PCB, optimitzin els dissenys de circuits i assegurin el rendiment dels productes electrònics.
Característiques de transmissió del senyal
Transmissió general del senyal de PCB
En general, les plaques de circuit imprès s'utilitzen principalment en escenaris on la velocitat de transmissió del senyal és relativament baixa, com ara circuits de control d'il·luminació normals, circuits de joguina simples, etc. En aquests circuits, la freqüència del senyal és baixa, la velocitat de transmissió del senyal és lenta i el retard i la distorsió del senyal durant la transmissió tenen un impacte relativament petit en el rendiment general del circuit.
Transmissió de senyal de PCB d'alta velocitat
Les plaques de circuits impresos d'alta velocitat se centren en el processament de senyals d'alta-freqüència i alta-velocitat, que s'utilitzen habitualment en camps com ara equips de comunicació 5G, ordinadors d'alt-rendiment i sistemes d'emmagatzematge de dades d'alta-velocitat. En aquestes aplicacions, la freqüència del senyal pot arribar a diversos GHz o fins i tot més, i la velocitat de transmissió del senyal és extremadament ràpida.
Selecció de la junta
Placa de PCB general
En general, les plaques de circuits impresos tenen requisits relativament baixos per als materials de plaques i solen utilitzar plaques d'ús general-de baix cost-, com ara plaques ordinàries.fr4(laminats revestits de coure amb resina epoxi reforçada amb fibra de vidre ignífuga). Aquest tipus de placa té bones propietats mecàniques i certes propietats d'aïllament elèctric, que poden satisfer les necessitats bàsiques dels circuits generals. La seva constant dielèctrica i la seva pèrdua dielèctrica són relativament altes, però en escenaris de transmissió de senyal de baixa-freqüència i baixa-velocitat, aquestes característiques no tenen un impacte significatiu en el rendiment del circuit.
Placa PCB d'alta velocitat
Per complir els requisits de transmissió del senyal d'alta-freqüència i alta-velocitat, les plaques de circuits impresos d'alta-velocitat han d'utilitzar plaques amb propietats especials. Aquestes plaques solen tenir les característiques de baixa constant dielèctrica i baixa pèrdua dielèctrica. La baixa constant dielèctrica pot reduir el retard dels senyals durant la transmissió, mentre que la baixa pèrdua dielèctrica pot reduir la pèrdua d'energia dels senyals durant la transmissió, garantint així la integritat i l'estabilitat dels senyals. Les plaques de circuits impresos d'alta velocitat-comuns inclouen materials basats en PTFE, plaques Rogers, etc. Els materials basats en PTFE tenen una constant dielèctrica i una pèrdua dielèctrica extremadament baixes, i funcionen bé en la transmissió de senyals d'alta-freqüència. S'utilitzen àmpliament en la-fabricació de PCB d'alta velocitat en camps com ara la comunicació 5G i la comunicació per satèl·lit. Tanmateix, el cost d'aquestes plaques-d'alt rendiment és relativament elevat, que també és una de les raons per les quals el cost de fabricació de plaques de circuits impresos d'alta-velocitat és superior al de les plaques de circuits impresos generals.
maquetació de disseny
Disseny general de PCB
La disposició del disseny de les plaques de circuits impresos generals és relativament senzilla, centrada en complir els requisits d'instal·lació i connexió elèctrica dels components electrònics. A l'hora de dissenyar, les principals consideracions són la ubicació espacial dels components, la facilitat d'instal·lació i manteniment i altres factors. Els requisits d'optimització dels camins de transmissió del senyal no són elevats i la disposició de la línia és relativament fluixa, permetent una amplada i un espai de línia més grans.
Disseny de PCB d'alta velocitat
La disposició del disseny de plaques de circuits impresos d'alta-velocitat requereix una consideració exhaustiva de múltiples factors complexos per garantir una transmissió del senyal d'alta-qualitat. En primer lloc, pel que fa a la disposició dels components, cal escurçar el camí de transmissió dels senyals d'alta-velocitat tant com sigui possible i reduir el retard de transmissió del senyal. Per exemple, a les proximitats dels xips d'interfície de transmissió de dades d'alta-velocitat, s'han de col·locar tant com sigui possible condensadors de filtratge, resistències terminals i altres components relacionats per optimitzar la qualitat del senyal. En segon lloc, per a les línies de senyal d'alta-velocitat, cal controlar estrictament l'amplada de la línia, l'interlineat i la longitud de la línia per aconseguir una concordança d'impedància precisa. Les diferents freqüències de senyal i velocitats de transmissió tenen diferents requisits per a la concordança d'impedància, i és necessari determinar els paràmetres de línia adequats mitjançant càlculs i simulacions professionals. A més, les plaques de circuits impresos d'alta-velocitat també han de planificar raonablement les capes d'alimentació i terra per augmentar l'estabilitat de la font d'alimentació i la capacitat anti-interferències del senyal. Per exemple, utilitzant un pla de connexió a terra gran per reduir la resistència de la presa de terra i minimitzar les interferències en el camí de retorn del senyal; Adopció de múltiples capes de potència per proporcionar una font d'alimentació estable per a diferents mòduls de circuit.
procés de fabricació
Procés general de fabricació de PCB
El procés de fabricació de plaques de circuits impresos generals és relativament convencional, incloent principalment passos bàsics com la fabricació de circuits, la perforació, la galvanoplastia, la màscara de soldadura i la serigrafia. En aquests processos, els requisits de precisió i control del procés són relativament baixos. Per exemple, en la tecnologia de perforació, la precisió de l'obertura requerida pot ser d'uns ± 0,1 mm; En fer el circuit, la precisió de l'amplada/espaiat de la línia pot arribar a uns 5 mil/5 mil (1 mil=0.0254 mm) per complir els requisits. Aquest requisit de procés relativament relaxat es tradueix en costos de fabricació més baixos i cicles de producció més curts per a plaques de circuits impresos generals.
Procés de fabricació de PCB d'alta velocitat
El procés de fabricació de plaques de circuits impresos d'{0}}alta velocitat requereix una precisió extremadament alta i un estricte control del procés. Pel que fa a la perforació, es requereix un equip de perforació d'alta-precisió per garantir que la precisió de l'obertura arribi a ± 0,05 mm o fins i tot més, per tal de complir els requisits de perforació del senyal d'alta-velocitat i reduir l'impacte de la perforació en la transmissió del senyal. En el procés de fabricació de circuits, el requisit de precisió per a l'amplada/espaiat de la línia sol ser de 3 mil/3 mil o fins i tot més petit per aconseguir un control precís de la impedància i la transmissió del senyal. A més, les plaques de circuits impresos d'alta-velocitat requereixen una precisió d'alineació extremadament alta entre les capes en el procés de laminació per garantir la precisió dels camins de transmissió del senyal. Al mateix temps, per tal de satisfer la demanda de transmissió de senyals d'alta-velocitat, és possible que siguin necessaris processos especials de tractament de superfícies, com ara el níquel sense electros i el revestiment d'or per millorar la soldadura i el rendiment de la transmissió del senyal del circuit. Per descomptat, aquests processos de fabricació d'alta-precisió no només augmenten el cost de fabricació de les plaques de circuits impresos d'alta-velocitat, sinó que també suposen un seriós repte per a la força tècnica i el nivell d'equip dels fabricants.
plaques de circuits impresos d'alta-velocitat FR-4 PCB