高速 PCB 上的信號和電源完整性基礎知識

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高速 PCB 上的信號和電源完整性基礎知識

高速PCB是一種特殊類型的電路板,可以在一秒鐘內管理數十億次操作. 這些 PCB 使用許多微處理器和其他強大的組件來實現這種速度. 所以, 任何缺陷 高頻PCB 董事會可能會造成重大問題. 更多, 它可以停止不同的操作.

高速PCB板的特點

  • 首先, 由於特殊的板,PTH對銅的附著力不高. 使用等離子處理設備對錶面和通孔進行粗糙化處理非常重要,這樣可以增加 PTH 孔銅和阻焊油墨的附著力.
  • 第二, 它的相對線寬控制非常嚴格. 阻抗控制的要求通常比較直, 並且也有一個普遍的容忍度高達 2 百分.
  • 還, 它可以使用微蝕刻水進行粗糙化. 因此不能在電阻焊前使用,否則附著力會變差.
  • 同樣重要, 大多數板是用聚四氟乙烯材料製成的. 正確使用專用銑刀至關重要,因為普通銑刀會產生很多毛刺.
  • 和, 它有很高的電磁頻率, 這使它成為一個特殊的電路板. 如果高於 1GHz, 那麼它可以定義為高頻印刷電路板.

高速電路板的主要應用

您可以在任何地方找到高速印刷電路板. 它的範圍從電子設備到您的手持設備. 您用於閱讀本文的設備採用高速 PCB 設計.

高頻PCB有多種用途, 其中一些包括;

  1. GPS接收器
  2. 手機
  3. 蜂巢
  4. 射頻遙控器,更好的信號傳輸
  5. 高速測試設備
  6. 地基和機載雷達系統
  7. 微波
  8. 無線電頻率

高速PCB的信號完整性分析

信號完整性是傳輸信號的質量. 製造商在可以是電線或光學設備的特定路徑上發送此信號. 所以信號完整性就是根據你的需要達到特定的電壓.

信號完整性的不同影響因素

有兩個主要因素會影響信號的完整性. 第一個是傳輸信號的速度. 另一個是傳輸介質的長度. 而且, 高速 PCB 材料也會影響信號完整性. 這些因素導致傳輸延遲. 並且信號完整性會因大延遲而受到影響. 所以, 它會影響電路板的性能.

反思與解決

由於阻抗不匹配, 發生傳輸信號能量的不完全吸收. 例如, 突然改變角落會造成這個問題. 而且, 電線連接不正確也會導致反射. 出現這個問題的多是通孔電路板.

當負載阻抗小於源阻抗時, 它使反射電壓為負. 因此, 反向電壓變為正. 也會影響反射. 所以, 如果你想盡量減少這種影響, 你需要減少反射. 將傳輸路徑的阻抗與信號的負載阻抗和源阻抗匹配.

信號和電源完整性基礎

信號和電源完整性是導致電子產品故障的主要因素. 因此,工程師在考慮電路的模擬特性時要非常小心,因為不同的物理現象會增加信號的時序不確定性。.

仔細實施PCB路徑所需的一切. 確保信號應在定義的時間段內從源到達目的地.

高速 PCB 佈線指南

正如我們所知,高速 PCB 佈局完全與信號完整性有關. 所以, 您可以通過遵循一些獨特的模式來實現所需的信號完整性. 這些模式基本上是路由指南. 所有高頻 PCB 設計人員都有一些基本的佈線技術.

Stack up 對電源完整性的重要性

堆疊在電源完整性和信號完整性方面起著關鍵作用. 當信號帶寬增加時, 您將不得不管理互連的阻抗. 始終確保互連應終止. 更多, 您需要調整跟踪的大小以最大程度地減少振鈴. 為了達成這個, 你需要保持阻抗恆定.

長度匹配和對路由

噪聲是另一個嚴重影響信號完整性的主要問題. 所以, 確保在不同對旁邊有足夠的耦合. 所有你需要盡可能地將耦合區域擴展到接收器. 另一方面, 互連中應該有相同長度的非耦合區域和驅動器. 這對抑制接收端的噪聲非常有幫助.

為 PCB 選擇合適的基板材料的重要性

您可以通過選擇正確的基板材料來改善上升時間. 這種材料應該具有平坦的色散並包含較低的損耗角正切. 分散在這里至關重要. 因為它非常有助於改變沿互連的傳播常數和阻抗. 此外, 它還傳播電磁脈衝.

高速PCB材料

  • 羅傑斯 4350B HF
  • 羅傑斯 RO3001
  • 羅傑斯 RO3003
  • Taconic RF – 35 陶瓷製品
  • Taconic TLX
  • ISOLA IS620E – 玻璃纖維
  • 亞龍 85N
高頻板材料 羅傑斯 RO3003
熱膨脹係數 25
3.0
電氣強度
表面電阻率 1×10^7
導熱係數 0.50
Dk 損失正切 0.0013
Td值 500°
剝離強度 2.2

 

高頻板材料 羅傑斯 RO3006
g
熱膨脹係數 24
6.2
電氣強度
表面電阻率 1×10^5
導熱係數 0.79
Dk 損失正切 0.0020
Td值 500°
剝離強度 1.2

 

高頻板材料 亞龍 85N
g 250°
熱膨脹係數 55
4.2*
電氣強度 57
表面電阻率 1.6×10^9
導熱係數 0.20
Dk 損失正切 0.0100°
Td值 387°
剝離強度 1.2

 

高頻板材料 羅傑斯 RO3001
g 160°
熱膨脹係數
2.3
電氣強度 98
表面電阻率 1×10^9
導熱係數 0.22
Dk 損失正切 0.0030
Td值
剝離強度 2.1

 

高頻板材料 ISOLA IS620 E-玻璃纖維
g 220°
熱膨脹係數 55
4.5*
電氣強度
表面電阻率 2.8×10^6
導熱係數
Dk 損失正切 0.0080
Td值
剝離強度 1.2

 

高頻板材料 Taconic RF-35 陶瓷
g 315°
熱膨脹係數 64
3.5**
電氣強度
表面電阻率 1.5×10^8
導熱係數 0.24
Dk 損失正切 0.0018**
Td值
剝離強度 1.8

 

高頻板材料 Taconic TLX
g
熱膨脹係數 135
2.5
電氣強度
表面電阻率 1×10^7
導熱係數 0.19
Dk 損失正切 0.0019
Td值
剝離強度 2.1

最後的話

高速印刷電路板是最高效設備的需要. 每個人都想要快速的設備. 任何設備的速度取決於其電路板,高頻 PCB 板取決於信號和電源完整性. 達到最大速度, 你需要高速板. 所有高頻PCB製造商都必須嚴格控制質量以滿足客戶的需求. 如果您正在尋找可以向您保證提供高質量 PCB 板的製造商, 那麼現在聯繫我們!

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