Berita PCB - Bagaimana untuk merancang papan sirkuit PCB prestasi tinggi

Bagaimana untuk merancang PCB yang sesuai untuk aplikasi teknologi tinggi

Sejak revolusi industri kedua pada abad ke-19, sains manusia dan teknologi telah maju dengan lompatan dan sempadan, terutama selepas manusia masuk abad ke-21, infrastruktur baru, tenaga baru, kecerdasan buatan dan bidang teknologi tinggi lain telah berkembang dengan cepat. Papan sirkuit frekuensi rendah, kelajuan rendah, densiti rendah, dan prestasi rendah seperti panel tunggal dan panel ganda secara perlahan-lahan dibuang.

Oleh itu, keperluan produk teknologi tinggi pada papan sirkuit semakin memerlukan. Aplikasi papan PCB tinggi, kelajuan tinggi, frekuensi tinggi, hujung tinggi, densiti tinggi, dan kesulitan tinggi semakin luas. Jenis papan sirkuit PCB ini adalah PCB masa depan. Tenderasi pembangunan industri.

Jadi, bagaimana kita boleh merancang papan sirkuit prestasi tinggi yang digunakan di kawasan ini. Kami mengundang penjana senior PCB dari Shenzhen Benqiang Circuit Co., Ltd. untuk berkongsi pengalaman rancangan mereka dengan anda.

1.1 Ralat integriti isyarat

Sebagai perancang PCB yang hebat, anda mesti mempertimbangkan integriti isyarat (SI), gangguan elektromagnetik (EMI) dan keperluan impedance papan sirkuit. Faktor-faktor ini terlibat dalam struktur PCB berbilang lapisan: nombor lapisan, bekalan kuasa dan pendaratan Bilangan lapisan, jujukan lapisan, ruang lapisan, dll. Diharap lapisan isyarat disebelah lapisan kuasa, dan jejak isyarat kelajuan tinggi patut ditempatkan dalam lapisan dalaman antara lapisan kuasa untuk mencapai perlindungan terbaik; lapisan kuasa dan lapisan tanah sepatutnya hampir mungkin, mengurangi tebal lapisan dielektrik dan menggunakan substrat konstan dielektrik (Dk) yang lebih tinggi untuk mencapai distribusi kapasitas parasit terbaik [1].

Jika desain adalah papan sirkuit kawal-impedance, desainer boleh nyatakan lebar jejak sedikit berbeza untuk impedance sasaran berbeza, terutama bila impedance berbeza terlibat. Contohnya, dalam lapisan keempat papan pelbagai lapisan, jejak lebar 125 μm (5 juta) diperlukan untuk mendapatkan impedance sasaran 50 ohm, sementara jejak lebar 125 μm digunakan dalam lapisan yang sama untuk mendapatkan impedance perbezaan 100 ohm. Kemudian, masukkan lebar 128 μm (5.1 juta) untuk rancangan jejak tunggal terakhir, dan masukkan lebar 122 μm (4.9 juta) untuk jejak perbezaan terakhir. Dengan cara ini, pembuat boleh memenuhi dua sasaran impedance secara bebas tanpa perlu kompromi pada kedua-dua [2].

papan HDI perintah kedua direka oleh Syarikat Benqiang untuk komunikasi kereta

Keuntungan papan HDI termasuk integriti isyarat frekuensi tinggi yang baik dan prestasi elektrik. Perbaikan integriti isyarat disebabkan oleh substrat yang lebih kecil dan garis sambungan yang lebih pendek, vias yang lebih kecil, dan lapisan dielektrik yang lebih tipis, dengan itu mengurangkan keterlaluan kawat boleh memperbaiki integriti isyarat. Contohnya, untuk mengatasi bunyi, gangguan frekuensi radio (RFI) dan gangguan elektromagnetik (EMI) untuk sirkuit frekuensi tinggi dan kelajuan tinggi pada PCB, menggunakan teknologi micro-via papan HDI (bukaan tidak lebih besar dari 0.15 mm) adalah salah satu penyelesaian yang paling boleh dilakukan.

Proses reka PCB prestasi tinggi semasa disediakan dengan alat pemeriksaan peraturan reka automatik (DRC), yang boleh diperiksa berulang kali semasa proses reka dan diperbaiki dalam masa, menyimpan masa, usaha dan ketepatan. DRC automatik termasuk DRC bentangan, DRC elektrik, dan alat pemeriksaan peraturan elektrik termasuk integriti isyarat (SI), integriti kuasa (PI), kompatibilitas elektromagnetik (EMC), gangguan anti-elektromagnetik (EMI), dan pemeriksaan keselamatan.

1.2 Ralat pengurusan suhu

Pencerahan panas sangat penting untuk operasi normal dan kestabilan jangka panjang peralatan elektronik. Oleh itu, terdapat keperluan pengurusan panas, iaitu pengurusan panas atau suhu sistem. Dari pakej IC ke PCB dan seluruh sistem elektronik, faktor generasi panas mesti dianggap, dan kaedah penyebaran panas yang masuk akal mesti diadopsi.

Masalah panas patut dianggap pada permulaan desain PCB. Pertama, optimumkan rancangan untuk mempermudahkan kaedah pengurusan suhu dan mengurangkan kos. Faktor desain optimal yang mempengaruhi prestasi panas, melibatkan lokasi komponen dan bentangan PCB, patut gunakan aliran udara sistem yang terbaik untuk pendinginan; harga kuasa komponen pemanasan utama, buat simulasi panas, dan cuba pilih komponen fungsi yang sama dengan generasi panas yang kurang; bagi panas tinggi Kawasan komponen menentukan sama ada radiator diperlukan dan memilih radiator yang sesuai; pilih jenis PCB dan bahan untuk memenuhi syarat penyebaran panas [3].

Terdapat rancangan profesional, simulasi suhu dan pengujian suhu alat EDA di pasar, menggunakan secara inovatif teknik analisis halangan suhu (Bn) dan pintasan suhu (Sc). Sekarang jurutera boleh menggunakan cara yang tidak menghancurkan (iaitu, tanpa membahagi sampel asal untuk melihat ciri-ciri panas di dalam), mereka boleh jelaskan di mana aliran panas IC, PCB, atau seluruh sistem dihalangi, dan mengapa aliran panas berlaku kegagalan, Dan pada masa yang sama Boleh menentukan pintasan penyebaran panas yang paling cepat dan paling efektif untuk menyelesaikan masalah desain penyebaran panas. [4] Terdapat perisian simulasi pengurusan risiko panas (TRM), yang boleh meramalkan keadaan suhu sirkuit PCB, termasuk keadaan suhu wayar, melalui lubang, media permukaan dan lapisan.

Penjana PCB mempunyai banyak pilihan untuk menghapuskan panas yang dihasilkan oleh komponen. Pada masa ini, kebanyakan daripada mereka adalah untuk melekat secara langsung plat logam ke PCB untuk membantu menyebar panas, iaitu, PCB berasaskan logam atau PCB berasaskan logam. Pilihan solusi pengurusan panas perlu seimbang pelbagai faktor. Bagaimana untuk menghapuskan panas tanpa meningkatkan saiz dan berat papan sirkuit dan komponen. Terdapat enam kaedah penyebaran panas biasa: (1) Pilih substrat PCB yang sesuai, dari Jenis piawai ke jenis konduktiviti panas; (2) Ketebatan tembaga konduktor PCB berkembang ke jenis tembaga tebal; (3) Guna PCB melalui lubang untuk mengisi tembaga untuk kondukti panas; (4) sink panas luar PCB, iaitu, substrat logam tambahan; (5) sink panas dalaman PCB, iaitu, papan inti logam tambahan; (6) PCB sebahagian dipenuhi dengan blok logam. Penjana boleh menggabungkan kaedah lain bila memilih kaedah berikutnya [5].