PCB tốc độ cao

Tốc độ cao PCB là gì?

Tốc độ cao PCB sử dụng bảng mạch như vậy, được gọi là mạch tốc độ cao nếu tần số của mạch logic kỹ thuật số đạt hoặc vượt quá 45 MHZ~50 MHz, và các mạch hoạt động trên tần số này đã chiếm một phần ba tổng số hệ thống điện tử.

Cách chọn vật liệu PCB cho thiết kế tốc độ cao

Yêu cầu vật liệu PCB tốc độ cao như sau:

1. tổn thất thấp, CAF/chịu nhiệt và độ dẻo dai cơ học (độ bám dính) (độ tin cậy tốt)

2. Tham số Dk/DF ổn định (hệ số thay đổi nhỏ hơn với tần số và môi trường)

3. Độ dày vật liệu và dung sai nội dung keo nhỏ (kiểm soát trở kháng tốt)

4. Độ nhám bề mặt lá đồng thấp (giảm tổn thất)

5. Cố gắng chọn vải sợi thủy tinh cửa sổ phẳng (giảm độ lệch và tổn thất)

Tính toàn vẹn của tín hiệu tốc độ cao chủ yếu liên quan đến tính nhất quán của trở kháng, mất đường truyền và trì hoãn. Có thể cho rằng tính toàn vẹn của tín hiệu có thể được đảm bảo nếu các dạng sóng và biểu đồ mắt thích hợp có thể được nhận ở đầu nhận. Do đó, các chỉ số tham số chính của việc lựa chọn vật liệu PCB mạch kỹ thuật số tốc độ cao là DK, DF, tổn thất, v.v.

Cho dù đó là mạch analog hay kỹ thuật số, hằng số điện môi DK của vật liệu PCB tốc độ cao là một tham số quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu vì giá trị DK có liên quan chặt chẽ đến giá trị trở kháng mạch thực tế được áp dụng cho vật liệu. Khi giá trị DK của vật liệu PCB tốc độ cao thay đổi, trở kháng đường truyền của mạch có thể thay đổi bất ngờ với sự thay đổi tần số hoặc nhiệt độ, điều này sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu suất truyền tín hiệu của mạch kỹ thuật số tốc độ cao. Nếu DK của vật liệu PCB trình bày các giá trị khác nhau cho các thành phần hài hòa ở các tần số khác nhau, trở kháng cũng sẽ có các giá trị điện trở khác nhau ở các tần số khác nhau. Những thay đổi bất ngờ trong giá trị DK và trở kháng có thể dẫn đến một mức độ mất mát và bù tần số nhất định trong thành phần hài hòa, làm biến dạng thành phần hài hòa tương tự của tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao, do đó làm giảm tính toàn vẹn của tín hiệu.

Sự phân tán có liên quan chặt chẽ đến giá trị DK và cũng là một tính năng của vật liệu PCB tốc độ cao. Giá trị DK thay đổi theo tần số càng nhỏ và sự phân tán càng nhỏ, việc áp dụng các mạch kỹ thuật số tốc độ cao càng tốt. Sự phân cực của vật liệu điện môi, sự mất mát của vật liệu PCB tốc độ cao và độ nhám bề mặt của dây dẫn đồng tần số cao tất cả đều dẫn đến sự phân tán mạch. Do đó, giá trị DK của vật liệu tốc độ cao đòi hỏi sự ổn định. Ở các dải tần số và nhiệt độ khác nhau, biến động càng nhỏ càng tốt.

Mất đường truyền PCB tốc độ cao thường bao gồm mất phương tiện truyền thông, mất dây dẫn và mất bức xạ

Mất điện môi cũng được gọi là mất cách điện. Sự mất mát cách nhiệt của tín hiệu PCB tốc độ cao tăng lên với tần số tăng, đặc biệt là với sự thay đổi tần số của các thành phần hài hòa thứ cấp cao của tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao, sẽ tạo ra sự suy giảm biên độ nghiêm trọng dẫn đến biến dạng tín hiệu kỹ thuật số tốc độ cao. Mất điện môi tỷ lệ thuận với tần số tín hiệu, căn bậc hai của hằng số điện môi DK của lớp cách điện và yếu tố mất điện môi DF của lớp cách điện.

Mất dây dẫn liên quan đến loại dây dẫn (các loại điện trở khác nhau), kích thước vật lý của lớp cách điện và dây dẫn, tỷ lệ thuận với căn bậc hai của tần số; Trong sản xuất PCB tốc độ cao, tác động chính của việc sử dụng các chất nền khác nhau đối với tổn thất dây dẫn là do hiệu ứng da và độ nhám bề mặt. Độ nhám bề mặt của đường tín hiệu là khác nhau khi sử dụng các lá đồng khác nhau. Bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng/độ sâu của da, chiều dài của răng đồng lá sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng truyền tín hiệu tốc độ cao. Chiều dài của răng đồng càng ngắn, chất lượng truyền tín hiệu tốc độ cao càng tốt.

Mất bức xạ của PCB tốc độ cao có liên quan đến các đặc tính điện môi tỷ lệ thuận với hằng số điện môi DK, yếu tố mất điện môi DF và căn bậc hai của tần số.

Vật liệu PCB tốc độ cao Panasonic M6 Hiệu suất chung

Vật liệu được sử dụng cho PCB tốc độ cao là gì?

Câu trả lời thường là FR4. Khi nói đến bảng mạch PCB, chúng ta thường đề cập đến chất nền. Nó thực sự được tạo thành từ lá đồng và pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre

FR4 sử dụng epoxy hoặc epoxy sửa đổi làm chất kết dính và vải sợi thủy tinh làm vật liệu gia cố. Điều đó nói rằng, miễn là vật liệu của hệ thống được sử dụng, nó có thể được gọi là FR4, do đó FR4 là tên gọi chung của hệ thống nhựa này. Bảng in sử dụng vật liệu FR4 hiện là loại bảng in lớn nhất và được sử dụng nhiều nhất trên thế giới.

Thông thường, FR4 sẽ được phân loại theo các loại sau.

1. Đặt tên và phân loại theo dệt vải sợi thủy tinh, chẳng hạn như:

106, 1067, 1080, 1078, 2116, 2113, 3313, 7628, v.v.

Đây là những loại vải thủy tinh thường được sử dụng, và tất nhiên, có những loại khác. Mỗi loại vải thủy tinh được chỉ định trong thông số kỹ thuật IPC. Do đó, cùng một loại vải thủy tinh được sử dụng bởi các nhà sản xuất PCB khác nhau về cơ bản không có nhiều sự khác biệt, vì vải thủy tinh cũng có nhiều nhà sản xuất PCB, nhưng cùng một loại vải thủy tinh được cung cấp bởi các nhà sản xuất PCB khác nhau phải đáp ứng các yêu cầu của thông số kỹ thuật IPC.

2. Phân loại theo loại kính

E-Glass (E-Glass): E là viết tắt của Electrical, có nghĩa là kính cách điện. Nó là một loại thủy tinh silicat canxi-nhôm với ít (thường dưới 1%) oxit kim loại kiềm, do đó còn được gọi là thủy tinh kiềm miễn phí. Có điện trở suất cao. Kính điện tử hiện đã trở thành thành phần được sử dụng phổ biến nhất cho sợi thủy tinh, và nhiều vật liệu PCB thường sử dụng kính điện tử trừ khi có quy định khác.

NE Glass (NE-glass): còn được gọi là Low-Dk Glass, là một loại kính sợi điện môi thấp được phát triển bởi Nihon Textile Co., Ltd., Nhật Bản, với hằng số điện môi σ (1 MHz) là 4,6 (6,6 cho kính E), yếu tố mất tan σ (1 Mz) là 0,0007 (kính E là 0,0012), vật liệu thủy tinh NE thường được sử dụng là M7NE, IT968SE, IT988GSE, v.v.

3. Theo hệ thống nhựa được sử dụng bởi nhà cung cấp PCB và phân loại hiệu suất của nó:

Vật liệu PCB tốc độ cao Iteq:

IT180A/IT170GRA1/IT958G/IT968/IT968SE/IT988GSE

Chất liệu PCB tốc độ cao Tuc:

Tu862HF/Tu872LK/Tu872SLK/Tu872SLK SP/Tu883/Tu933+

Vật liệu PCB tốc độ cao của Panasonic:

Đồng hồ Mega 4/M4S/Mega 6/M6G/M7E/M7NE

Bộ sưu tập Park Meteowave:

MW1000/2000/3000/4000/8000

Chất liệu PCB tốc độ cao Shengyi: S1000-2 (M)/S7439/S6, v.v.

Rogers tốc độ cao PCB vật liệu: RO4003/RO3003/RO4350B (RF vật liệu) vv

4. Phân loại theo mức độ tổn thất

Theo các vật liệu khác nhau, nó có thể được chia thành bảng tổn thất thông thường (Dfâ ¥ 0,02), bảng tổn thất trung bình (0,01

5. Phân loại theo tính chất chống cháy

Loại chống cháy (UL94-VO, UL94-V1) và loại không cháy (UL94-HB)

Sau khi đọc phần giới thiệu ở trên, quay trở lại câu hỏi trước trong bài viết của chúng tôi, bạn thường sử dụng bảng mạch PCB tốc độ cao nào? Tất nhiên, tôi muốn nghe tên vật liệu tương ứng của hệ thống nhựa và hiệu suất được sử dụng bởi các nhà cung cấp bảng mạch PCB, chẳng hạn như IT180A/S1000-2/IT968/M4S, v.v. Theo tổn thất và vật liệu khác nhau từ các nhà sản xuất khác nhau, nó chủ yếu dựa trên bảng tốc độ trung bình và cao thông thường thấp hơn so với FR4 thông thường, trong khi FR4 thông thường, chẳng hạn như IT180 A, S1000-2/M, Tu752/768, v.v., về cơ bản không có nhiều khác biệt về Df. Đây cũng là bảng Hi-Tg được sử dụng nhiều nhất hiện nay của chúng tôi, Megtron6/M6G của Panasonic cho PCB tốc độ cao.

Thiết kế PCB tốc độ cao, bố trí PCB tốc độ cao

Để thiết kế PCB tốc độ cao chất lượng cao, chúng ta nên xem xét tính toàn vẹn tín hiệu và tính toàn vẹn nguồn điện. Tuy nhiên, chúng tôi biết sự khác biệt giữa tín hiệu tốc độ cao và tần số cao và hiểu sự khác biệt giữa tín hiệu tốc độ cao và tín hiệu tần số cao trong thiết kế PCB. Mặc dù kết quả trực tiếp đến từ tính toàn vẹn của tín hiệu, chúng ta không bao giờ được bỏ qua thiết kế của tính toàn vẹn năng lượng. Bởi vì tính toàn vẹn điện ảnh hưởng trực tiếp đến tính toàn vẹn tín hiệu của PCB tốc độ cao cuối cùng.

Vấn đề vật liệu phải được ưu tiên khi thiết kế và xây dựng ngăn xếp PCB. PCB 5G phải đáp ứng tất cả các thông số kỹ thuật khi mang và nhận tín hiệu, cung cấp kết nối điện và cung cấp điều khiển chức năng cụ thể. Ngoài ra, những thách thức về thiết kế PCB cần được giải quyết, chẳng hạn như duy trì tính toàn vẹn tín hiệu ở tốc độ cao, quản lý tản nhiệt và cách ngăn chặn nhiễu điện từ (EMI) giữa dữ liệu và bảng điều khiển.

Tần số cao hơn sẽ yêu cầu sử dụng vật liệu thích hợp trong PCB để thu và truyền tín hiệu thấp hơn và cao hơn mà không mất tín hiệu và EMI. Một vấn đề khác là thiết bị sẽ trở nên nhẹ hơn, di động hơn và nhỏ hơn. Do hạn chế nghiêm ngặt về trọng lượng, kích thước và không gian, vật liệu PCB phải linh hoạt và nhẹ để chứa tất cả các thiết bị vi điện tử trên bảng.

Đối với dây đồng PCB, dây mỏng hơn và kiểm soát trở kháng chặt chẽ hơn phải được tuân theo. Quá trình khắc bóng truyền thống của PCB tốc độ cao 3G và 4G có thể được chuyển đổi thành quy trình nửa bổ sung được cải thiện. Những quy trình bán bổ sung được cải thiện này sẽ cung cấp quỹ đạo chính xác hơn và tường thẳng hơn.

Vật liệu và chất nền cũng đang được thiết kế lại. Các công ty bảng mạch in đang nghiên cứu các vật liệu có hằng số điện môi thấp tới 3, vì các vật liệu tiêu chuẩn cho PCB tốc độ thấp thường là 3,5 đến 5,5. Dệt sợi thủy tinh chặt chẽ hơn, hệ số tổn thất thấp hơn, vật liệu bị mất và đồng có cấu hình thấp cũng sẽ là lựa chọn cho PCB tốc độ cao tín hiệu kỹ thuật số để ngăn chặn mất tín hiệu và cải thiện tính toàn vẹn tín hiệu.

Điện dung xuyên âm và ký sinh là vấn đề chính của bảng mạch. Để xử lý nhiễu xuyên âm và EMI do tần số tương tự và kỹ thuật số trên bảng, cáp riêng được khuyến khích cao. Việc sử dụng bảng nhiều lớp sẽ cung cấp tính linh hoạt tốt hơn để xác định cách đặt định tuyến tốc độ cao, do đó giữ cho các đường dẫn của tín hiệu trả về analog và kỹ thuật số cách xa nhau trong khi vẫn tách mạch AC và DC. Thêm che chắn và lọc khi sắp xếp các thành phần cũng sẽ làm giảm lượng EMI tự nhiên trên PCB.

Để đảm bảo bề mặt đồng không bị khuyết tật và ngắn mạch hoặc mở nghiêm trọng, Hệ thống phát hiện quang học tự động tiên tiến (AIO) với chức năng cao hơn và đo lường hai chiều sẽ được sử dụng để kiểm tra dây dẫn và thực hiện các phép đo. Những công nghệ này sẽ giúp các nhà sản xuất PCB tìm ra nguy cơ suy thoái tín hiệu có thể xảy ra.

Tốc độ tín hiệu cao hơn sẽ dẫn đến nhiều nhiệt hơn được tạo ra bởi dòng điện đi qua PCB. Vật liệu PCB cho vật liệu điện môi và lớp lót lõi sẽ yêu cầu tốc độ cao cần thiết để xử lý hoàn toàn công nghệ 5G. Nếu không có đủ vật liệu, nó có thể dẫn đến dây đồng, bong tróc, co lại và cong vênh, vì những vấn đề này có thể dẫn đến suy thoái PCB.

Để đối phó với những nhiệt độ cao hơn này, các nhà sản xuất cần tập trung vào việc lựa chọn vật liệu để giải quyết các vấn đề về độ dẫn nhiệt và hệ số nhiệt. PCB tốt phải được sản xuất bằng cách sử dụng vật liệu có độ dẫn nhiệt cao hơn, truyền nhiệt tuyệt vời và hằng số điện môi phù hợp.

Thiết kế PCB tốc độ cao là một quá trình thiết kế rất phức tạp. Có rất nhiều yếu tố cần được xem xét trong thiết kế PCB tốc độ cao, đôi khi ngược lại. Nếu các thiết bị tốc độ cao được bố trí gần nhau, mặc dù độ trễ có thể được giảm, nhiễu xuyên âm và hiệu ứng nhiệt đáng kể có thể xảy ra. Do đó, trong thiết kế, nó là cần thiết để cân nhắc các yếu tố khác nhau và thực hiện một thỏa hiệp toàn diện; Nó không chỉ đáp ứng các yêu cầu thiết kế mà còn làm giảm sự phức tạp của thiết kế. Việc sử dụng các phương tiện thiết kế PCB tốc độ cao tạo thành khả năng kiểm soát của quá trình thiết kế. Thiết kế PCB tốc độ cao đáng tin cậy và thành công chỉ có thể được kiểm soát!

Tốc độ cao PCB, còn được gọi là tốc độ cao PCB hội đồng quản trị hoặc tốc độ cao PCB hội đồng quản trị, là một tốc độ cao PCB hội đồng quản trị sản xuất với tốc độ cao PCB vật liệu. Nó có tốc độ cao, độ tin cậy cao, độ trễ thấp, công suất lớn, băng thông cao và các tính năng khác.

PCB tốc độ cao được sử dụng rộng rãi trong truyền thông 5G như trạm gốc 5G, máy tính lớn. Bảng mạch PCB tốc độ cao cũng là một trong những sản phẩm cốt lõi của IPCB. IPCB có thể cung cấp cho người dùng dịch vụ SMT và PCB hội cho thiết kế PCB tốc độ cao, mẫu PCB tốc độ cao, sản xuất PCB tốc độ cao, PCB tốc độ cao. Nếu bạn cần sản xuất PCB tần số cao, vui lòng liên hệ với IPCB.