Noticias de PCB - Análisis de la integridad de la señal en el diseño de PCB

Flexibilidad y rigidez - a medida que las placas de PCB flexibles se aplican cada vez más en los productos electrónicos, la súper velocidad en las placas de PCB flexibles es inevitable. Estos sistemas también requieren formaciones de tierra para el aislamiento y radiofrecuencias separadas y referencias digitales para protocolos inalámbricos. La alta velocidad y la alta frecuencia generan la posibilidad de problemas de integridad de la señal, muchos de los cuales están relacionados con la ubicación y geometría de la formación conectada en el pcb.

Una forma común de proporcionar una referencia consistente de 0v en placas flexibles flexibles flexibles y rígidas es utilizar líneas de sombra o planos de tierra en forma de cuadrícula en bandas flexibles. Esto proporciona un gran conductor que todavía puede proporcionar blindaje en un amplio rango de frecuencias, al tiempo que permite que las bandas flexibles se dobleguen y se pliquen sin generar rigidez excesiva. Sin embargo, el problema de la integridad de la señal aparece en dos aspectos:

Asegúrese de una resistencia de cableado consistente, blindaje y aislamiento, y evite efectos similares al tejido de fibra en la estructura de la escotilla.

Diseño de plano de cuadrícula

En el sentido básico, el principio de funcionamiento de la sección vertical es similar al de cualquier otro plano terrestre. El objetivo es proporcionar una referencia consistente para que el rastro pueda diseñarse para tener la resistencia deseada. Cualquier geometría común de la línea de transmisión (microstrip, banda o guía de onda) se puede colocar en un PCB duro o flexible con un plano de tierra de malla. La zona de cobre donde se colocan las líneas de sombra en la capa superficial de la banda flexible ofrece casi el mismo efecto que el cobre sólido de baja frecuencia.

Las configuraciones comunes de cableado de tiras y microstrips en tiras flexibles con planos de tierra de red se muestran a continuación.

Patrón del plano de tierra de la cuadrícula en el cinturón elástico.

Esta estructura de malla se puede utilizar para placas rígidas, pero nunca la he visto realmente y el cliente no lo ha solicitado. por el contrario, el patrón de malla se utiliza para placas flexibles flexibles / rígidas para equilibrar la demanda de control de resistencia y bandas flexibles razonables. Ya sea que esté diseñando rastros o patrones de relleno, siga la práctica de bandas flexibles estáticas y dinámicas y el estándar IPC 2223.

Control de Resistencia

Una opción para usar un solo extremo o par diferencial es colocar el cobre sólido en una capa plana justo debajo del cableado y colocar la cuadrícula en otras posiciones del circuito. Si el cableado se vuelve muy denso, es necesario usar la cuadrícula en todos los lugares. Si se elige la red eléctrica, hay una mayor flexibilidad, pero el aislamiento de blindaje es bajo y las condiciones de control de resistencia también cambiarán.

Como se muestra anteriormente, la estructura del plano de la cuadrícula tiene dos parámetros geométricos: L y W. estos dos parámetros se pueden combinar como factores de relleno o como parte del área de la cuadrícula cubierta de cobre. Cambiar estos parámetros tendrá los siguientes efectos:

Suponiendo que otros parámetros se mantengan sin cambios, abrir el área de la puerta (aumentando la apertura de la puerta aumentando l) aumentará la resistencia. Esto también hace que la cinta sea más fácil de doblar (con menos fuerza).

Aumentar W manteniendo sin cambios otros parámetros cerrará el área de la red eléctrica, aumentando así la resistencia

E. esto también hace que el patrón de la banda sea más difícil de doblar (utilizando una mayor fuerza).

Cuando se utiliza el plano de tierra de la red eléctrica, otros parámetros que controlan la resistencia de la geometría estándar tienen el mismo efecto. Al entrar en la Alta frecuencia, estimulas patrones no tem alrededor de la línea de transmisión e incluso puedes ver efectos similares al tejido de fibra.

¿¿ la cinta de fibra de carbono flexible está tejida con fibra?

Aquí es donde el plano de tierra de la puerta en el PCB es muy interesante, ya que el patrón de la puerta puede comenzar a ser similar al patrón de tejido de vidrio utilizado en fr4 y otros laminados. Por lo tanto, ahora volvemos a la situación en la que debemos preocuparnos de que las fibras se tejan en una base generalmente lisa y relativamente uniforme. Estos efectos se producen cuando el ancho de banda de la señal de viaje se superpone a una o más resonancias en la cuadrícula. Para l = 60 mils en poliimida, la resonancia de orden será de 50 ghz.

Cuando las señales digitales se propagan a lo largo de la órbita del plano de tierra de la cuadrícula, estas estructuras de líneas de sombra pueden producir una fuerte radiación, tanto en PCB rígidos como en sustratos de PCB flexibles. A medida que más y más aplicaciones flexibles se abren con mayor frecuencia, por alguna razón, preveo que estos efectos empeoren en las bandas flexibles con planos de tierra de cuadrícula.

Resonancia de alta q

Al igual que los sustratos tejidos de vidrio tradicionales, la malla forma una estructura de cavidad que puede soportar la resonancia cuando se estimula con una frecuencia específica. Estos resonadores en el plano de tierra de la puerta tendrán un valor q muy alto, ya que las paredes de la cavidad son altamente conductoras (cobre). Por lo tanto, tendrá una menor pérdida y una mayor resonancia Q. Esto conduce a un aumento de la pérdida de potencia de transmisión y vibración armoniosa de la cavidad.

Bajo aislamiento de la red eléctrica abierta

El plano de tierra reticulado generalmente garantiza que cualquier radiación EMI emitida desde la cavidad tejida de fibra se emita a lo largo del borde de la placa. Debido a que la rejilla tiene una cavidad abierta, su aislamiento es bajo y también puede irradiarse a lo largo de la superficie de la banda de carbono flexible. Esto tendrá el efecto contrario: aunque el cableado es más propenso a emitir radiación, también es más vulnerable a los efectos del EMI externo.

Para resolver estos problemas, use una cuadrícula más estrecha, al igual que use un tejido de vidrio más apretado para evitar el efecto de tejido de fibra. El PCBs flexible y rígido - flexible seguirá formando parte del mapa de PCB y se volverá más avanzado con nuevas capacidades de fabricación.