Technologie PCB - Conseils et méthodes de conception d'interconnexion PCB

L'interconnexion d'un système de carte comprend trois types d'interconnexions entre la puce et la carte, des interconnexions au sein de la carte PCB et des interconnexions entre la carte PCB et des périphériques externes. Dans la conception RF, l'un des principaux problèmes rencontrés par la conception technique des caractéristiques électromagnétiques des points d'interconnexion. Cet article décrit diverses techniques pour les trois conceptions d'interconnexion ci - dessus, y compris les méthodes d'installation des dispositifs, l'isolation du câblage et les mesures visant à réduire l'inductance des conducteurs, entre autres. Il y a actuellement des indications que la fréquence de la conception de circuits imprimés est de plus en plus élevée. À mesure que le débit de données augmente, la bande passante requise pour la transmission de données augmente également la limite supérieure de la fréquence du signal à 1 GHz et même au - delà. Bien que cette technologie de signalisation à haute fréquence aille bien au - delà de la technologie des ondes millimétriques (30 GHz), elle implique également des technologies RF et micro - ondes bas de gamme. Les méthodes de conception d'ingénierie RF doivent être capables de gérer les effets de champ électromagnétique plus forts qui se produisent généralement dans les bandes de fréquences plus élevées. Ces champs électromagnétiques induisent des signaux sur des lignes de signal ou des lignes de PCB adjacentes, ce qui entraîne une diaphonie désagréable (interférences et bruit total) et peut nuire aux performances du système. Les pertes de retour sont principalement causées par la désadaptation d'impédance et ont le même effet sur le signal que les bruits additifs et les interférences. Les pertes de retour élevées ont deux effets négatifs: 1. Le signal réfléchi vers la source du signal augmente le bruit du système, ce qui rend plus difficile pour le récepteur de distinguer le bruit du signal; 2. Tout signal réfléchi réduira essentiellement la qualité du signal en raison du signal d'entrée. La forme a changé. Bien que le système numérique ne traite que les signaux 1 et 0 et ait une très bonne tolérance aux pannes, les harmoniques générées lors de la montée d'impulsions à grande vitesse entraînent une fréquence plus élevée et un signal plus faible. Bien que la technologie de correction d'erreur avant puisse éliminer certains effets négatifs, une partie de la bande passante du système est utilisée pour transmettre des données redondantes, ce qui entraîne une baisse des performances du système. Une meilleure solution serait de laisser l'effet RF aider plutôt que d'affaiblir l'intégrité du signal. Il est recommandé que les systèmes numériques aient une perte de retour totale de - 25 dB à la fréquence la plus élevée (généralement un point de données médiocre), ce qui équivaut à un VSWR de 1,1.

L'objectif de la conception de PCB est plus petit, plus rapide et moins coûteux. Pour les rfpcb, les signaux à haute vitesse limitent parfois la miniaturisation de la conception de PCB. Actuellement, les principaux moyens de résoudre les problèmes de diaphonie sont de gérer le plan de masse, l'espace entre les câblages et de réduire l'inductance des conducteurs (studcapacitance). Le principal moyen de réduire les pertes de retour est l'adaptation d'impédance. Le procédé comprend une gestion efficace du matériau isolant ainsi qu'une isolation des lignes de signal actives et des lignes de masse, notamment entre les lignes de signal à état de transition et la masse. Étant donné que les points d'interconnexion sont le maillon le plus faible de la chaîne de circuits, les caractéristiques électromagnétiques des points d'interconnexion sont un problème majeur pour la conception technique dans la conception RF. Chaque point d'interconnexion doit être étudié et les problèmes existants résolus. L'interconnexion d'un système de carte de circuit comprend trois types d'interconnexions: l'interconnexion de la puce à la carte, l'interconnexion à l'intérieur de la carte PCB, Et les entrées / sorties de signal entre le PCB et les périphériques externes. Des interconnexions entre la puce et la carte PCB Pentium IV et une puce à haut débit contenant un grand nombre de points d'interconnexion d'entrée / sortie sont déjà disponibles. En ce qui concerne la puce elle - même, ses performances sont fiables et le taux de traitement est déjà capable d'atteindre 1 GHz. Ce qui a été le plus excitant lors du récent symposium sur l'interconnexion GHz, c'est que les méthodes de traitement du nombre croissant d'E / s et de fréquences sont bien connues. Le principal problème avec l'interconnexion des puces et des PCB est que la densité d'interconnexion trop élevée peut faire de la structure de base du matériau PCB un facteur limitant la croissance de la densité d'interconnexion. La Conférence a proposé une solution innovante pour transmettre des données à une carte adjacente en utilisant un émetteur sans fil local à l'intérieur de la puce. Que ce programme soit efficace ou non, les participants ont été très clairs: en ce qui concerne les applications à haute fréquence, la technologie de conception de circuits intégrés est bien en avance sur la technologie de conception de circuits imprimés. Les compétences et les méthodes de conception de circuits imprimés à haute fréquence par le biais d'interconnexions dans Des cartes PCB sont les suivantes: 1. L'angle d'inclinaison de la ligne de transmission doit être de 45° pour réduire les pertes de retour; 2. Une carte de circuit électrique isolée de haute performance avec des valeurs constantes d'isolation strictement contrôlées par classe doit être utilisée. Cette approche est avantageuse pour gérer efficacement le champ électromagnétique entre le matériau isolant et le câblage adjacent. Amélioration des spécifications de conception de PCB liées à la gravure de haute précision. Il faut tenir compte du fait que l'erreur totale sur la largeur de ligne spécifiée est de + / - 0007 pouce, que la Sous - coupe et la section transversale de la forme du câblage doivent être gérées et que les conditions de placage des parois latérales du câblage doivent être spécifiées. La géométrie du câblage (fil) et la gestion globale de la surface de revêtement sont importantes pour résoudre le problème des effets cutanés liés aux fréquences micro - ondes et pour atteindre ces spécifications. 4. Les conducteurs saillants ont une inductance de prise, évitez donc les composants avec des conducteurs. Dans un environnement à haute fréquence, il est préférable d'utiliser des composants montés en surface. Pour les porosités de signal, évitez d'utiliser le procédé de traitement des porosités (PTH) sur les plaques sensibles, car ce procédé provoquera une inductance de fil au niveau des porosités, par example jusqu'à 3 couches de porosités 1 sur une plaque de 20 couches utilisée pour la connexion, l'inductance de fil pouvant affecter de 4 à 19 couches. 6. Afin de fournir des couches de terre adéquates, utilisez des trous moulés pour connecter ces couches de terre afin d'empêcher les champs électromagnétiques 3D d'affecter la carte. Pour choisir un processus de nickelage chimique ou de trempage d'or, n'utilisez pas la méthode hasl pour le placage. Cette surface plaquée peut fournir un meilleur effet de maquillage pour les courants à haute fréquence. De plus, ce revêtement hautement soudable nécessite moins de fils, ce qui contribue à réduire la pollution environnementale. 8. Le masque de soudure peut empêcher le flux de pâte à souder. Cependant, en raison de l'incertitude de l'épaisseur et de l'ignorance des propriétés d'isolation, toute la surface de la carte est recouverte d'un matériau de soudure, ce qui entraînera une grande variation de l'énergie électromagnétique dans la conception des microrubans. Typiquement, un barrage de soudure est utilisé comme masque de soudure. Si vous n'êtes pas familier avec ces méthodes, vous pouvez consulter un ingénieur de conception expérimenté qui a travaillé sur la conception de cartes de circuits électroniques à micro - ondes militaires. Vous pouvez également discuter avec eux de la gamme de prix que vous pouvez vous permettre. Par exemple, la conception de microruban coplanaire dorsal en cuivre est plus économique que la conception de ruban. Pour une meilleure construction, vous pouvez en discuter avec eux. Les bons ingénieurs ne sont peut - être pas habitués à penser aux coûts, mais leurs conseils sont également utiles. Maintenant, essayez de former de jeunes ingénieurs qui ne sont pas familiers avec les effets RF et qui n'ont pas d'expérience dans leur traitement. Ce sera un travail à long terme. En outre, d'autres solutions peuvent être adoptées, telles que l'amélioration du type d'ordinateur pour lui permettre de traiter les effets radiofréquences. On peut maintenant considérer que nous avons résolu tous les problèmes de gestion des signaux sur la carte ainsi que les problèmes d'interconnexion des composants individuels discrets. Alors, comment résoudre le problème d'entrée / sortie de signal de la carte au fil connecté à l'appareil distant? Trompeter Electronics, un innovateur dans la technologie de câble coaxial, travaille à résoudre ce problème et a fait des progrès importants. Regardez aussi le champ électromagnétique donné. Dans ce cas, nous gérons le passage du microruban au câble coaxial. Dans un câble coaxial, les couches de terre sont annulaires entrelacées et régulièrement espacées. Dans la microbande, le plan de masse est situé sous la ligne active.