Leiterplattentechnisch - Fähigkeiten und Methoden des PCB-Verbindungsdesigns

Die Vernetzung von die Leiterplatte System umfasst drei Arten der Verbindung zwischen dem Chip zu die Leiterplatte, die Verbindung innerhalb der Leiterplatte, und die Leiterplatte und externe Geräte. Im HF-Design, eines der Hauptprobleme bei der technischen Auslegung elektromagnetischer Eigenschaften am Verbindungspunkt. Dieser Artikel stellt die verschiedenen Techniken der oben genannten drei Arten des Verbindungsdesigns vor, einschließlich Installationsmethoden für Geräte, Verdrahtungsisolierung und Maßnahmen zur Reduzierung der Bleiinduktivität, etc. Warten Sie..
Es gibt derzeit Anzeichen, dass die Häufigkeit des Leiterplattendesigns immer höher wird. Da die Datenrate weiter steigt, Die für die Datenübertragung erforderliche Bandbreite fördert auch die obere Grenze der Signalfrequenz auf 1GHz oder noch höher. Although this kind of high-frequency signal technology is far beyond the range of millimeter wave technology (30GHz), Es beinhaltet auch HF- und Low-End-Mikrowellentechnologie.
Das HF-Engineering-Design-Verfahren muss in der Lage sein, mit den stärkeren elektromagnetischen Feldeffekten umzugehen, die normalerweise in höheren Frequenzbändern erzeugt werden. Diese elektromagnetischen Felder können Signale auf benachbarten Signalleitungen induzieren oder Leiterplattenleitungen, resulting in unpleasant crosstalk (interference and total noise), und die Systemleistung beeinträchtigen können. Die Rücklaufverluste werden hauptsächlich durch Impedanzanpassung verursacht, und der Einfluss auf das Signal ist derselbe wie der Einfluss, der durch additive Rauschen und Interferenzen verursacht wird.
Hohe Renditeverluste haben zwei negative Auswirkungen: 1. Das Signal, das zurück zur Signalquelle reflektiert wird, erhöht das Systemrauschen, erschwert es dem Empfänger, das Rauschen vom Signal zu unterscheiden; 2. Jedes reflektierte Signal beeinträchtigt grundsätzlich die Signalqualität aufgrund des Eingangssignals Die Form hat sich geändert.
Obwohl das digitale System nur 1- und 0-Signale verarbeitet und eine sehr gute Fehlertoleranz aufweist, Die Oberschwingungen, die erzeugt werden, wenn der Hochgeschwindigkeitsimpuls steigt, verursachen, je höher die Frequenz, je schwächer das Signal. Obwohl die Forward-Fehlerkorrektur-Technologie einige negative Auswirkungen beseitigen kann, Ein Teil der Systembandbreite wird genutzt, um redundante Daten zu übertragen, was zu einer Abnahme der Systemleistung führt. Eine bessere Lösung ist, HF-Effekte helfen zu lassen, anstatt die Signalintegrität zu beeinträchtigen. It is recommended that the total return loss of the digital system at the highest frequency (usually the poor data point) is -25dB, die einem VSWR von 1 entspricht.1.

Das Ziel der PCB-Design ist kleiner, schneller und kostengünstiger. Für RFPCB, Hochgeschwindigkeitssignale begrenzen manchmal die Miniaturisierung von PCB-Design. Zur Zeit, Die Hauptmethode zur Lösung des Übersprechenproblems besteht darin, die Bodenebene zu verwalten, to space between wiring and to reduce the lead inductance (studcapacitance). Die Hauptmethode zur Verringerung der Rücklaufverluste ist Impedanzanpassung. Diese Methode umfasst ein effektives Management von Dämmstoffen und die Isolierung von aktiven Signal- und Masseleitungen, insbesondere zwischen Signalleitungen, die übergangsweise Zustände und Masse haben.
Da der Verbindungspunkt das schwächste Glied in der Schaltungskette ist, im HF-Design, Die elektromagnetischen Eigenschaften am Verbindungspunkt sind die Hauptprobleme, mit denen sich das Engineering konfrontiert sieht. Jeder Verbindungspunkt muss untersucht und die bestehenden Probleme gelöst werden. Die Vernetzung von die Leiterplatte Das System umfasst drei Arten von Zusammenschaltung: den Chip zu die Leiterplatte, die Verbindung innerhalb der Leiterplatte, und der Signaleingang/Ausgabe zwischen die Leiterplatte und externe Geräte.
Die Verbindung zwischen dem Chip und dem Leiterplatte
Pentium IV und High-Speed Chips mit einer großen Anzahl von Eingaben/Ausgangsverbindungspunkte sind bereits vorhanden. Was den Chip selbst betrifft, seine Leistung ist zuverlässig, und die Verarbeitungsrate konnte 1GHz erreichen. Auf dem jüngsten GHz Interconnect Symposium, Das Spannendste ist, dass die Methoden zum Umgang mit der immer größer werdenden Zahl und Häufigkeit von I/O sind weithin bekannt. Das Hauptproblem der Chip- und Leiterplattenverbindung ist, dass eine zu hohe Verbindungsdichte dazu führt, dass die Grundstruktur des Leiterplattenmaterials zu einem Faktor wird, der das Wachstum der Verbindungsdichte begrenzt. Auf dem Treffen wurde eine innovative Lösung vorgeschlagen, das ist, Verwendung eines lokalen Funksenders im Chip zur Übertragung von Daten an die benachbarte Leiterplatte.
Unabhängig davon, ob dieses System wirksam ist oder nicht, Die Teilnehmer sind sehr klar: In Bezug auf Hochfrequenzanwendungen, IC Design Technologie ist weit voraus PCB Design Technologie.
Die Fähigkeiten und Methoden für Hochfrequenzen PCB-Design mit der Verbindung in der Leiterplatte are as follows:
1. The corner of the transmission line should be 45° to reduce the return loss;
2. Es werden Hochleistungs-isolierte Leiterplatten mit Isolationskonstantenwerten verwendet, die streng nach dem Füllstand kontrolliert werden. Diese Methode ist förderlich für eine effektive Verwaltung des elektromagnetischen Feldes zwischen dem Isoliermaterial und der benachbarten Verdrahtung.
3. Verbesserung the PCB-Design specifications related to high-precision etching. Es ist zu beachten, dass der Gesamtfehler der angegebenen Linienbreite +ist+/-0.0007 Zoll, Der Hinterschnitt und der Querschnitt der Verdrahtungsform sollte verwaltet werden, und die Plattierungsbedingungen der Verdrahtungsseitenwand sollten spezifiziert werden. The overall management of wiring (wire) geometry and coating surface is very important to solve the skin effect problem related to microwave frequency and realize these specifications.
4. Die hervorstehenden Leitungen haben Zapfeninduktivität, Vermeiden Sie die Verwendung von Komponenten mit Leitungen. In hochfrequenten Umgebungen, Es ist am besten, oberflächenmontierte Komponenten zu verwenden.
5. Für Signaldurchführungen, avoid using a via processing (pth) process on sensitive boards, weil dieser Prozess Bleiinduktivität an den Vias verursacht, wie ein Durchgang auf einer 20-Lagen-Platine zum Anschluss 1 Bis zu 3-Lagen, Die Bleiinduktivität kann 4 bis 19 Schichten beeinflussen.
6. Für reichlich Erdungsschichten, Verwenden Sie geformte Löcher, um diese Erdungsschichten zu verbinden, um zu verhindern, dass das elektromagnetische Feld 3D beeinträchtigt die Leiterplatte.
7. Um elektrolose Vernickelung oder Immersionsvergoldung Verfahren zu wählen, Verwenden Sie keine HASL-Methode für Galvanik. Diese Art der galvanisierten Oberfläche kann besseren Hauteffekt für Hochfrequenzstrom zur Verfügung stellen. Darüber hinaus, Diese hochlötbare Beschichtung benötigt weniger Leitungen, zur Verringerung der Umweltverschmutzung.
8. Die Lötmaske kann den Fluss der Lötpaste verhindern. Allerdings, aufgrund der Unsicherheit der Dicke und der Unbekannten der Dämmleistung, Die gesamte Oberfläche der Platte ist mit Lotmaskenmaterial bedeckt, was eine große Änderung der elektromagnetischen Energie im Mikrostreifendesign verursacht. Allgemein, Als Lötmaske wird ein Lötdammer verwendet.
Wenn Sie mit diesen Methoden nicht vertraut sind, Sie können sich mit erfahrenen Konstruktionsingenieuren beraten, die sich mit dem militärischen Mikrowellen-Leiterplattendesign beschäftigt haben. Sie können auch mit ihnen besprechen, welche Preisklasse Sie sich leisten können. Zum Beispiel, Das kupfergestützte coplanare Mikrostreifendesign ist wirtschaftlicher als das Streifendesign. Sie können dies mit ihnen für eine bessere Konstruktion besprechen. Gute Ingenieure sind es vielleicht nicht gewohnt, Kostenprobleme zu berücksichtigen, aber ihre Vorschläge sind auch sehr hilfreich. Versuchen Sie nun, junge Ingenieure auszubilden, die mit HF-Effekten nicht vertraut sind und keine Erfahrung im Umgang mit HF-Effekten haben. Das wird ein langfristiger Job sein. Darüber hinaus, andere Lösungen können auch angenommen werden, z. B. Verbesserung des Computertyps, damit er HF-Effekte verarbeiten kann.
Es kann nun davon ausgegangen werden, dass wir alle Signalmanagement-Probleme auf der Platine und die Verbindung einzelner diskreter Komponenten gelöst haben.. So wie man das Problem des Signaleingangs löst/Ausgabe von die Leiterplatte an die Kabel, die mit dem Remote-Gerät verbunden sind? Trompeter Elektronik, Innovator der Koaxialkabeltechnologie, arbeitet an der Lösung dieses Problems und hat einige wichtige Fortschritte gemacht. Auch, werfen Sie einen Blick auf das angegebene elektromagnetische Feld. In diesem Fall, Wir übernehmen die Umwandlung von Microstrip auf Koaxialkabel. Im Koaxialkabel, Die Bodenschicht ist ringförmig verwoben und gleichmäßig verteilt. In Microstrip, Die Bodenebene befindet sich unterhalb der aktiven Linie.