Печатная плата, являющаяся носителем электронных компонентов и мостом электрических соединений, превратилась в различные типы в соответствии с различными требованиями применения, среди которыхвысокоскоростная-плата существенно отличается от обычной печатной платыво многих аспектах. Глубокое понимание этих различий имеет решающее значение для инженеров-электронщиков, которые могут сделать осознанный выбор типов печатных плат, оптимизировать проектирование схем и обеспечить производительность электронных продуктов.
Характеристики передачи сигнала
Общая передача сигнала печатной платы
Как правило, печатные платы в основном используются в сценариях, где скорость передачи сигнала относительно низкая, например, в обычных схемах управления освещением, простых игрушечных схемах и т. д. В этих схемах частота сигнала низкая, скорость передачи сигнала низкая, а задержка и искажение сигнала во время передачи оказывают относительно небольшое влияние на общую производительность схемы.
Высокоскоростная передача сигнала печатной платы
Высокоскоростные печатные платы предназначены для обработки высокочастотных и высокоскоростных сигналов, которые обычно используются в таких областях, как коммуникационное оборудование 5G, высокопроизводительные компьютеры и-высокоскоростные системы хранения данных. В этих приложениях частота сигнала может достигать нескольких ГГц или даже выше, а скорость передачи сигнала чрезвычайно высока.
Выбор платы
Общая печатная плата
Как правило, к печатным платам предъявляются относительно низкие требования к материалам, и обычно используются недорогие-платы общего-назначения, такие как обычныеfr4(огнестойкие ламинаты из эпоксидной смолы, армированные стекловолокном,-покрытые медью). Этот тип платы имеет хорошие механические свойства и определенные электроизоляционные свойства, которые могут удовлетворить основные потребности общих схем. Его диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери относительно высоки, но в сценариях передачи сигналов на низкой-частоте и низкой-скорости эти характеристики не оказывают существенного влияния на характеристики схемы.
Высокоскоростная печатная плата
Чтобы удовлетворить требованиям высокоскоростной-частотной и-скоростной передачи сигналов, в высокоскоростных-печатных платах необходимо использовать платы со специальными свойствами. Эти платы обычно имеют характеристики низкой диэлектрической проницаемости и низких диэлектрических потерь. Низкая диэлектрическая проницаемость может уменьшить задержку сигналов во время передачи, а низкие диэлектрические потери могут уменьшить потери энергии сигналов во время передачи, тем самым обеспечивая целостность и стабильность сигналов. Обычные высокоскоростные печатные платы-содержат материалы на основе ПТФЭ, платы Роджерса и т. д. Материалы на основе ПТФЭ имеют чрезвычайно низкую диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери и хорошо работают при передаче высокочастотных-сигналов. Они широко используются в высокоскоростном-производстве печатных плат в таких областях, как связь 5G и спутниковая связь. Однако стоимость этих высокопроизводительных плат относительно высока, что также является одной из причин, почему стоимость производства высокоскоростных печатных плат выше, чем стоимость обычных печатных плат.
дизайн-макет
Общий дизайн печатной платы
Конструкция обычных печатных плат относительно проста, с упором на удовлетворение требований к установке и электрическому подключению электронных компонентов. При планировке основными соображениями являются пространственное расположение компонентов, простота монтажа и обслуживания и другие факторы. Требования к оптимизации путей передачи сигналов невелики, а расположение линий относительно свободное, что позволяет использовать большую ширину и расстояние между линиями.
Компоновка высокоскоростной печатной платы
Проектирование высокоскоростных-печатных плат требует всестороннего учета множества сложных факторов для обеспечения высококачественной-передачи сигнала. Во-первых, с точки зрения компоновки компонентов необходимо максимально сократить путь передачи высокоскоростных сигналов и уменьшить задержку передачи сигнала. Например, вблизи чипов интерфейса высокоскоростной передачи данных следует размещать как можно больше фильтрующих конденсаторов, оконечных резисторов и других соответствующих компонентов, чтобы оптимизировать качество сигнала. Во-вторых, для высокоскоростных сигнальных линий-необходимо строго контролировать ширину линии, межстрочный интервал и длину линии для достижения точного согласования импеданса. Различные частоты сигналов и скорости передачи предъявляют разные требования к согласованию импедансов, поэтому необходимо определить соответствующие параметры линии посредством профессиональных расчетов и моделирования. Кроме того, для высокоскоростных печатных плат-также необходимо разумно спланировать слои питания и земли, чтобы повысить стабильность источника питания и устойчивость сигнала к-помехам. Например, используя большую плоскость заземления, чтобы уменьшить сопротивление заземления и минимизировать помехи на пути возврата сигнала; Использование нескольких уровней питания для обеспечения стабильного питания для различных модулей схемы.
производственный процесс
Общий процесс производства печатных плат
Процесс производства обычных печатных плат относительно традиционен и в основном включает такие основные этапы, как изготовление схем, сверление, гальваническое покрытие, паяльная маска и трафаретная печать. В этих процессах требования к точности и управлению процессом относительно невелики. Например, в технологии сверления требуемая точность апертуры может составлять около ± 0,1 мм; При изготовлении схемы точность ширины/расстояния линий может достигать около 5/5 мил (1 мил=0.0254 мм), чтобы соответствовать требованиям. Эти относительно мягкие требования к процессу приводят к снижению производственных затрат и сокращению производственных циклов обычных печатных плат.
Высокоскоростной процесс производства печатных плат
Процесс производства высокоскоростных-плат печатных плат требует чрезвычайно высокой точности и строгого контроля процесса. Что касается сверления, требуется высокоточное-сверлильное оборудование, обеспечивающее точность апертуры ± 0,05 мм или даже выше, чтобы удовлетворить требования высокоскоростной-перфорации сигнала и уменьшить влияние перфорации на передачу сигнала. В процессе изготовления схем требования к точности ширины/расстояния линий обычно составляют 3/3 мил или даже меньше, чтобы обеспечить точный контроль импеданса и передачу сигнала. Кроме того, высокоскоростные печатные платы-требуют чрезвычайно высокой точности выравнивания слоев в процессе ламинирования, чтобы обеспечить точность путей передачи сигналов. В то же время, чтобы удовлетворить потребность в высокоскоростной передаче сигнала, могут потребоваться специальные процессы обработки поверхности, такие как химическое никелирование и золотое покрытие, чтобы улучшить паяемость и характеристики передачи сигнала в схеме. Конечно, эти высокоточные-производственные процессы не только увеличивают стоимость производства высокоскоростных печатных плат, но также представляют собой серьезную проблему для технической мощи и уровня оснащения производителей.
высокоскоростные-печатные платы FR-4 pcb