PCB, jako nośnik elementów elektronicznych i mostek połączeń elektrycznych, ewoluowała w różne typy w zależności od różnych wymagań aplikacji, wśród których są m.in.Szybka-płytka PCB znacznie różni się od zwykłej płytki PCBw wielu aspektach. Dogłębne zrozumienie tych różnic jest kluczowe dla inżynierów elektroników, którzy mogą dokonywać świadomych wyborów dotyczących typów płytek drukowanych, optymalizować projekty obwodów i zapewniać wydajność produktów elektronicznych.
Charakterystyka transmisji sygnału
Ogólna transmisja sygnału PCB
Ogólnie rzecz biorąc, płytki drukowane są używane głównie w scenariuszach, w których prędkość transmisji sygnału jest stosunkowo niska, np. w zwykłych obwodach sterowania oświetleniem, prostych obwodach zabawek itp. W tych obwodach częstotliwość sygnału jest niska, prędkość transmisji sygnału jest niska, a opóźnienie i zniekształcenie sygnału podczas transmisji mają stosunkowo niewielki wpływ na ogólną wydajność obwodu.
Szybka transmisja sygnału PCB
Szybkie płytki drukowane skupiają się na przetwarzaniu-sygnałów o wysokiej-częstotliwości i szybkości, powszechnie stosowanych w takich dziedzinach, jak sprzęt komunikacyjny 5G,-komputery o dużej wydajności i-szybkie systemy przechowywania danych. W tych zastosowaniach częstotliwość sygnału może sięgać kilku GHz lub nawet więcej, a prędkość transmisji sygnału jest niezwykle duża.
Wybór deski
Ogólna płytka PCB
Ogólnie rzecz biorąc, płytki obwodów drukowanych mają stosunkowo niskie wymagania dotyczące materiałów, z których wykonane są płytki, i często wykorzystuje się niedrogie płytki-ogólnego-zastosowania, takie jak zwykłefr4(ognioodporne laminaty epoksydowe wzmocnione włóknem szklanym-laminaty platerowane miedzią). Ten typ płyty ma dobre właściwości mechaniczne i pewne właściwości izolacji elektrycznej, które mogą zaspokoić podstawowe potrzeby obwodów ogólnych. Jego stała dielektryczna i straty dielektryczne są stosunkowo wysokie, ale w scenariuszach transmisji sygnału o niskiej-częstotliwości i{4}}prędkości te cechy nie mają znaczącego wpływu na wydajność obwodu.
Szybka płytka drukowana
Aby spełnić wymagania dotyczące-częstotliwości i{1}}szybkiej transmisji sygnału, w-szybkich płytkach drukowanych należy stosować płytki o specjalnych właściwościach. Płyty te zazwyczaj charakteryzują się niską stałą dielektryczną i niskimi stratami dielektrycznymi. Niska stała dielektryczna może zmniejszyć opóźnienie sygnałów podczas transmisji, podczas gdy niska strata dielektryczna może zmniejszyć straty energii sygnałów podczas transmisji, zapewniając w ten sposób integralność i stabilność sygnałów. Powszechnie stosowane płytki PCB o-szybkiej prędkości obejmują materiały na bazie PTFE, płytki Rogersa itp. Materiały na bazie PTFE mają wyjątkowo niską stałą dielektryczną i straty dielektryczne oraz dobrze sprawdzają się w transmisji sygnału o wysokiej-częstotliwości. Są szeroko stosowane w-szybkiej produkcji płytek PCB w takich dziedzinach, jak komunikacja 5G i komunikacja satelitarna. Jednak koszt tych płytek-o wysokiej wydajności jest stosunkowo wysoki, co jest również jednym z powodów, dla których koszt produkcji płytek z obwodami drukowanymi-o dużej szybkości jest wyższy niż w przypadku zwykłych płytek z obwodami drukowanymi.
układ projektu
Ogólny układ projektu PCB
Układ projektowy ogólnych płytek drukowanych jest stosunkowo prosty i skupia się na spełnieniu wymagań dotyczących instalacji i połączeń elektrycznych komponentów elektronicznych. Podczas układania należy wziąć pod uwagę przede wszystkim rozmieszczenie przestrzenne komponentów, łatwość instalacji i konserwacji oraz inne czynniki. Wymagania optymalizacyjne dla torów transmisji sygnału nie są wysokie, a układ linii jest stosunkowo luźny, co pozwala na większe szerokości linii i odstępy.
Układ projektu płytki drukowanej o dużej prędkości
Projekt układu płytek drukowanych o dużej-szybkości wymaga wszechstronnego uwzględnienia wielu złożonych czynników, aby zapewnić wysoką-jakość transmisji sygnału. Po pierwsze, jeśli chodzi o układ komponentów, konieczne jest maksymalne skrócenie ścieżki transmisji sygnałów o dużej-szybkości i zmniejszenie opóźnienia transmisji sygnału. Na przykład w pobliżu układów interfejsu-szybkiej transmisji danych należy umieścić możliwie jak najwięcej kondensatorów filtrujących, rezystorów końcowych i innych powiązanych elementów, aby zoptymalizować jakość sygnału. Po drugie, w przypadku-lini sygnałowych o dużej prędkości konieczne jest ścisłe kontrolowanie szerokości linii, odstępów między liniami i długości linii, aby uzyskać dokładne dopasowanie impedancji. Różne częstotliwości sygnałów i prędkości transmisji stawiają różne wymagania w zakresie dopasowania impedancji i konieczne jest określenie odpowiednich parametrów linii na podstawie profesjonalnych obliczeń i symulacji. Ponadto w przypadku płytek drukowanych o dużej szybkości{{10}należy także rozsądnie zaplanować warstwy zasilania i uziemienia, aby zwiększyć stabilność zasilania i zdolność sygnału do przeciwdziałania-zakłóceniom. Na przykład, stosując dużą płaszczyznę uziemienia, aby zmniejszyć rezystancję uziemienia i zminimalizować zakłócenia na ścieżce powrotnej sygnału; Przyjęcie wielu warstw zasilania w celu zapewnienia stabilnego zasilania dla różnych modułów obwodów.
proces produkcyjny
Ogólny proces produkcji płytek PCB
Proces produkcji ogólnych płytek drukowanych jest stosunkowo konwencjonalny i obejmuje głównie podstawowe etapy, takie jak wytwarzanie obwodów, wiercenie, galwanizacja, maska lutownicza i sitodruk. W tych procesach wymagania dotyczące dokładności i kontroli procesu są stosunkowo niskie. Przykładowo w technologii wiercenia wymagana dokładność apertury może wynosić około ± 0,1 mm; Podczas tworzenia obwodu dokładność szerokości/odstępów linii może osiągnąć około 5 mil/5 mil (1 mil=0.0254 mm), aby spełnić wymagania. Te stosunkowo luźne wymagania dotyczące procesu skutkują niższymi kosztami produkcji i krótszymi cyklami produkcyjnymi dla ogólnych płytek drukowanych.
Szybki proces produkcji płytek PCB
Proces produkcji-szybkich płytek drukowanych wymaga niezwykle dużej precyzji i ścisłej kontroli procesu. Jeśli chodzi o wiercenie, wymagany jest-precyzyjny sprzęt wiertniczy, który zapewni dokładność apertury sięgającą ± 0,05 mm lub nawet więcej, aby spełnić wymagania-szybkiej perforacji sygnału i zmniejszyć wpływ perforacji na transmisję sygnału. W procesie wytwarzania obwodów wymagania dotyczące dokładności szerokości/odstępów linii wynoszą zwykle 3 mil/3 mil lub nawet mniej, aby zapewnić precyzyjną kontrolę impedancji i transmisję sygnału. Ponadto szybkie-płytki drukowane wymagają niezwykle dużej dokładności wyrównania warstw w procesie laminowania, aby zapewnić dokładność ścieżek transmisji sygnału. Jednocześnie, aby zaspokoić zapotrzebowanie na-szybką transmisję sygnału, mogą być wymagane specjalne procesy obróbki powierzchni, takie jak niklowanie bezprądowe i złocenie, aby poprawić lutowność i wydajność transmisji sygnału w obwodzie. Oczywiście te-precyzyjne procesy produkcyjne nie tylko zwiększają koszty produkcji-szybkich płytek drukowanych, ale także stanowią poważne wyzwanie dla możliwości technicznych i poziomu wyposażenia producentów.
płytki drukowane o dużej-szybkości PCB FR-4