Technologie PCB - Facteurs à prendre en compte pour la conception de circuits PCB haute vitesse

La disposition PCB est essentielle

La fabrication efficace de circuits imprimés (PCB) pour les circuits à grande vitesse est essentielle au résultat final. Cependant, la conception de la mise en page de PCB n'est généralement pas une idée positive dans le processus. La planification avancée et le respect des facteurs importants contribueront grandement à fournir des conceptions capables d'atteindre les fonctions requises et de fabriquer avec succès des PCB. Ces conceptions de fabrication (DFM) et les considérations supplémentaires sur la nécessité de circuits à grande vitesse doivent être abordées à un stade précoce de la conception de la disposition de la carte, plutôt que d'être considérées après coup.

Une mauvaise disposition peut entraîner des problèmes de performance lorsque les PCB fabriqués entrent en test ou en production. À ce stade, la refonte ou le retravaillage devient plus coûteux et prend plus de temps en raison de l'évaluation des pannes de circuit ou des problèmes de performance et de la reconfiguration de la disposition du prototype.

Considérations sur la conception de PCB il existe de nombreux facteurs qui contribuent au succès de la conception de PCB dans les circuits haute vitesse:

Fichiers schématiques des schémas détaillés constituent la base d'une bonne conception de la disposition. Des problèmes se posent fréquemment aux points de fabrication liés à la disposition physique de la carte. En fournissant le flux attendu du circuit, une représentation schématique claire permet de gagner du temps dans la résolution du problème. Incluez autant d'informations que possible dans le schéma de conception, y compris tous les détails disponibles tels que la longueur des pistes, le placement des composants requis, les informations sur le boîtier de la carte, etc.

Les yeux supplémentaires ne sont généralement pas la même personne pour les concepteurs de circuits et les ingénieurs lors de la mise en page. Dans ce cas, il va ajouter de la valeur en consultant le concepteur initial pour les techniciens de mise en page PCB pour s'assurer que la mise en page est conforme aux normes spécifiques de la conception. La collaboration à ce stade de la conception permet d'économiser du temps et de l'argent pour produire des BPC qui fonctionnent comme prévu et atteignent les résultats et les performances souhaités.

Emplacement des composants certains composants principaux doivent définir clairement les fonctions de la carte, telles que les emplacements d'alimentation critiques et les points d'entrée / sortie. Le placement d'autres composants peut également nuire aux performances globales du PCB, y compris le placement d'un seul circuit de sorte que sa proximité physique n'affecte pas le fonctionnement d'un autre circuit.

L'alimentation contourne l'alimentation pour minimiser le « bruit» est particulièrement important pour les circuits à grande vitesse. Les méthodes courantes, telles que Rail - à - terre ou Rail - à - Rail, peuvent fournir des résultats efficaces.

Effets parasites les circuits à grande vitesse sont généralement affectés négativement par des capacités parasites inattendues appelées effets parasites. Comprendre la source de potentiel de cette inductance et éviter de telles instabilités de potentiel ou oscillations dans le circuit est une considération importante dans la conception de PCB à grande vitesse.

D'autres considérations concernant les effets parasites comprennent la conception de PCB, y compris la configuration de l'utilisation du plan de masse et de l'encapsulation.

Les signaux sur les cartes de câblage / blindage peuvent interférer les uns avec les autres et les effets négatifs deviennent encore plus importants pour les circuits à grande vitesse. Les concepteurs de PCB doivent planifier en conséquence la façon dont la carte peut éviter de tels conflits entre les chemins de signal grâce à plusieurs techniques:

Maintenir de longues opérations parallèles sur la même carte afin de réduire l'apparition de longues traces sur les couches de cartes adjacentes. Gardez la distance entre les traces de signal aussi loin que possible. Si une seule trace de signal nécessite une isolation plus élevée, câblez - la sur une couche différente autant que possible

Matériaux les matériaux de fabrication utilisés dans la structure de la plaque jouent un rôle important dans la réduction du bruit et de la diaphonie du signal. Différents matériaux ont des constantes diélectriques différentes et des constantes plus faibles entraînent la propagation du signal à des vitesses plus élevées.

Structure des traces l'utilisation de lignes microruban ou de tracés ruban affecte également les performances du signal. Les valeurs de contribution comprennent la largeur de trace, l'épaisseur et la constante diélectrique du matériau utilisé. Chacune de ces valeurs affecte la résistance finale, l'inductance et la capacité de la trace, ce qui affecte les performances et les caractéristiques potentielles de séparation du bruit du trajet du signal associé.

Conception réussie de PCB haute vitesse

Suivre les meilleures pratiques et les lignes directrices pour la conception de PCB à grande vitesse peut minimiser le dépannage et le retravaillage. Documenter toutes les contraintes de conception réutilisées par les ingénieurs de conception de PCB et les mettre à jour régulièrement. Développer une hiérarchie de considérations de conception qui explique clairement les considérations les plus critiques au concepteur, ce qui en fait une seconde nature tôt dans le processus de développement.