PCB, als drager van elektronische componenten en brug van elektrische verbindingen, is in verschillende typen geëvolueerd volgens verschillende toepassingsvereisten, waaronderhoge-snelheidsprintplaat vertoont aanzienlijke verschillen met algemene printplaatin veel aspecten. Een diep begrip van deze verschillen is van cruciaal belang voor elektronische ingenieurs om weloverwogen keuzes te maken over pcb-typen, circuitontwerpen te optimaliseren en de prestaties van elektronische producten te garanderen.
Kenmerken van signaaloverdracht
Algemene PCB-signaaloverdracht
Over het algemeen worden printplaten voornamelijk gebruikt in scenario's waarin de signaaloverdrachtsnelheid relatief laag is, zoals gewone lichtregelcircuits, eenvoudige speelgoedcircuits, enz. In deze circuits is de signaalfrequentie laag, de signaaloverdrachtsnelheid langzaam en hebben de vertraging en vervorming van het signaal tijdens verzending een relatief kleine invloed op de algehele prestaties van het circuit.
Hoge snelheid PCB-signaaloverdracht
Hogesnelheidsprintplaten richten zich op het verwerken van hoog-frequente en hoge-snelheidssignalen, die vaak worden gebruikt op gebieden zoals 5G-communicatieapparatuur, hoge-prestatiecomputers en hoge-systemen voor gegevensopslag. In deze toepassingen kan de signaalfrequentie enkele GHz of zelfs hoger bereiken, en is de signaaloverdrachtsnelheid extreem snel.
Bordselectie
Algemene printplaat
Over het algemeen stellen printplaten relatief lage eisen aan plaatmateriaal en worden doorgaans goedkope--kaarten voor algemeen- gebruik gebruikt, zoals gewonefr4(vlamvertragende glasvezelversterkte epoxyhars-koper-beklede laminaten). Dit type plaat heeft goede mechanische eigenschappen en bepaalde elektrische isolatie-eigenschappen, die aan de basisbehoeften van algemene circuits kunnen voldoen. De diëlektrische constante en het diëlektrische verlies zijn relatief hoog, maar in signaaltransmissiescenario's met lage- frequentie en lage- snelheid hebben deze kenmerken geen significante invloed op de circuitprestaties.
Hoge snelheid printplaat
Om te voldoen aan de eisen van signaaltransmissie met hoge- frequentie en hoge- snelheid, moeten hoge- printplaten gebruik maken van platen met speciale eigenschappen. Deze platen hebben doorgaans de kenmerken van een lage diëlektrische constante en een laag diëlektrisch verlies. Een lage diëlektrische constante kan de vertraging van signalen tijdens transmissie verminderen, terwijl een laag diëlektrische verlies het energieverlies van signalen tijdens transmissie kan verminderen, waardoor de integriteit en stabiliteit van signalen wordt gewaarborgd. Veel voorkomende hoge- printplaten zijn onder meer op PTFE gebaseerde materialen, Rogers-platen, enz. Op PTFE gebaseerde materialen hebben een extreem lage diëlektrische constante en diëlektrisch verlies, en presteren goed bij hoogfrequente signaaloverdracht. Ze worden veel gebruikt bij de productie van hoge-PCB's op gebieden als 5G-communicatie en satellietcommunicatie. De kosten van deze hoogwaardige printplaten zijn echter relatief hoog, wat ook een van de redenen is waarom de productiekosten van hogesnelheidsprintplaten hoger zijn dan die van algemene printplaten.
ontwerp lay-out
Algemene printontwerplay-out
De ontwerplay-out van algemene printplaten is relatief eenvoudig, met de nadruk op het voldoen aan de installatie- en elektrische aansluitvereisten van elektronische componenten. Bij de lay-out zijn de belangrijkste overwegingen de ruimtelijke locatie van componenten, installatie- en onderhoudsgemak en andere factoren. De optimalisatie-eisen voor signaaltransmissiepaden zijn niet hoog en de lijnindeling is relatief los, waardoor grotere lijnbreedtes en -afstanden mogelijk zijn.
Hoge snelheid PCB-ontwerplay-out
De ontwerplay-out van hoge-printplaten vereist uitgebreide overweging van meerdere complexe factoren om signaaltransmissie van hoge-kwaliteit te garanderen. Ten eerste is het, in termen van de componentindeling, noodzakelijk om het transmissiepad van hoge-signalen zo veel mogelijk in te korten en de signaaltransmissievertraging te verminderen. In de buurt van snelle datatransmissie-interfacechips moeten bijvoorbeeld zoveel mogelijk filtercondensatoren, eindweerstanden en andere gerelateerde componenten worden geplaatst om de signaalkwaliteit te optimaliseren. Ten tweede is het voor signaallijnen met hoge-snelheid noodzakelijk om de lijnbreedte, lijnafstand en lijnlengte strikt te controleren om nauwkeurige impedantie-aanpassing te bereiken. Verschillende signaalfrequenties en transmissiesnelheden stellen verschillende eisen aan impedantiematching, en het is noodzakelijk om de juiste lijnparameters te bepalen door middel van professionele berekeningen en simulaties. Bovendien moeten hoge-printplaten ook de stroom- en aardlagen redelijk plannen om de stabiliteit van de stroomvoorziening en het-interferentievermogen van het signaal te vergroten. Door bijvoorbeeld een groot aardingsvlak te gebruiken om de aardingsweerstand te verminderen en interferentie op het signaalretourpad te minimaliseren; Door meerdere stroomlagen toe te passen, wordt een stabiele stroomvoorziening voor verschillende circuitmodules geboden.
productieproces
Algemeen PCB-productieproces
Het fabricageproces van algemene printplaten is relatief conventioneel en omvat voornamelijk basisstappen zoals het vervaardigen van circuits, boren, galvaniseren, soldeermasker en zeefdrukken. Bij deze processen zijn de eisen aan nauwkeurigheid en procesbeheersing relatief laag. In de boortechnologie kan de vereiste diafragmanauwkeurigheid bijvoorbeeld rond de ± 0,1 mm liggen; Bij het maken van het circuit kan de nauwkeurigheid van de lijnbreedte/-afstand ongeveer 5mil/5mil (1mil=0.0254mm) bedragen om aan de vereisten te voldoen. Deze relatief ontspannen procesvereiste resulteert in lagere productiekosten en kortere productiecycli voor algemene printplaten.
PCB-productieproces met hoge snelheid
Het productieproces van hoge-printplaten vereist extreem hoge precisie en strikte procescontrole. Op het gebied van boren is boorapparatuur met hoge-precisie vereist om ervoor te zorgen dat de nauwkeurigheid van de opening ± 0,05 mm of zelfs hoger bedraagt, om te voldoen aan de eisen van signaalperforatie met hoge-snelheid en om de impact van perforatie op de signaaloverdracht te verminderen. Tijdens het fabricageproces van circuits is de nauwkeurigheidsvereiste voor lijnbreedte/-afstand gewoonlijk 3mil/3mil of zelfs kleiner om nauwkeurige impedantiecontrole en signaaloverdracht te bereiken. Bovendien vereisen printplaten met hoge-snelheid een extreem hoge uitlijningsnauwkeurigheid tussen de lagen in het lamineerproces om de nauwkeurigheid van de signaaloverdrachtspaden te garanderen. Tegelijkertijd kunnen, om aan de vraag naar snelle signaaloverdracht te voldoen, speciale oppervlaktebehandelingsprocessen zoals stroomloos vernikkelen en vergulden nodig zijn om de soldeerbaarheid en signaaloverdrachtprestaties van het circuit te verbeteren. Uiteraard verhogen deze zeer-precieze productieprocessen niet alleen de productiekosten van hoge-printplaten, maar vormen ze ook een serieuze uitdaging voor de technische kracht en het uitrustingsniveau van fabrikanten.
hoge-snelheid printplaten FR-4 pcb