PCB de alta velocidade Panasonic M6

O que é PCB de alta velocidade?

PCB de alta velocidade usa essa placa de circuito, que é chamado de circuito de alta velocidade se a frequência do circuito lógico digital atingir ou exceder 45 MHz ~ 50 MHz, e o circuito operando nesta frequência já representa um terço de todo o sistema eletrônico.

Como escolher material PCB para design de alta velocidade？

Os requisitos de material de PCB de alta velocidade são os seguintes:

Baixa perda, CAF / resistência ao calor e resistência mecânica (adesão) (boa confiabilidade)

Estável Dk / Parâmetros DF (pequeno coeficiente de variação com frequência e ambiente)

Pequena tolerância à espessura do material e ao teor de cola (bom controle de impedância)

Baixa rugosidade superficial da folha de cobre (reduzir a perda)

Tente escolher tecido de fibra de vidro com janelas planas (reduzir distorção e perda)

A integridade do sinal de alta velocidade está relacionada principalmente à consistência da impedância, perda de linha de transmissão e atraso de tempo. Pode-se considerar que a integridade do sinal pode ser garantida se a forma de onda e o diagrama ocular apropriados puderem ser recebidos na extremidade receptora.. Portanto, os principais índices de parâmetros da seleção de material PCB do circuito digital de alta velocidade são DK, DF, perda, etc..

Seja circuito analógico ou circuito digital, a constante dielétrica DK do material PCB de alta velocidade é um parâmetro importante para a seleção do material, porque o valor DK está intimamente relacionado ao valor real da impedância do circuito aplicado ao material. Quando o valor DK do material PCB de alta velocidade muda, se muda com frequência ou temperatura, a impedância da linha de transmissão do circuito mudará inesperadamente, o que terá um impacto adverso no desempenho de transmissão de sinal do circuito digital de alta velocidade. Se o DK do material PCB apresentar valores diferentes para componentes harmônicos de diferentes frequências, a impedância também terá valores de resistência diferentes em frequências diferentes. A mudança inesperada do valor DK e da impedância levará a um certo grau de perda e deslocamento de frequência dos componentes harmônicos, distorcer os componentes harmônicos analógicos de sinais digitais de alta velocidade, e então reduzir a integridade do sinal.

A dispersão intimamente relacionada ao valor DK também é uma característica de materiais PCB de alta velocidade. Quanto menor for a mudança do valor DK com a frequência, quanto menor for a dispersão, e melhor será a aplicação de circuitos digitais de alta velocidade. A polarização de materiais dielétricos, a perda de materiais PCB de alta velocidade e a rugosidade da superfície dos condutores de cobre de alta frequência causarão a dispersão do circuito. Portanto, o valor DK de materiais de alta velocidade deve ser estável. Sob diferentes faixas de frequência e temperaturas, quanto menor for a flutuação da variação, melhor.

A perda da linha de transmissão de PCB de alta velocidade geralmente inclui perda dielétrica, perda de condutor e perda de radiação

A perda dielétrica também pode ser chamada de perda de isolamento. A perda de isolamento do sinal PCB de alta velocidade aumenta com o aumento da frequência, especialmente com a mudança de frequência do componente harmônico de alta ordem do sinal digital de alta velocidade, produzirá séria atenuação de amplitude, resultando na distorção do sinal digital de alta velocidade. A perda dielétrica é diretamente proporcional à frequência do sinal, a raiz quadrada da constante dielétrica DK da camada isolante e o fator de perda dielétrica DF da camada isolante.

A perda do condutor está relacionada ao tipo de condutor (tipos diferentes têm resistência diferente), camada isolante e tamanho físico do condutor, e é diretamente proporcional à raiz quadrada da frequência; Na fabricação de PCB de alta velocidade, a principal influência do uso de diferentes substratos na perda do condutor é causada pelo efeito pelicular e pela rugosidade da superfície. Ao usar diferentes folhas de cobre, a rugosidade da superfície da linha de sinal é diferente. Afetado pelo efeito da pele / profundidade, o comprimento do dente de cobre da folha de cobre afetará diretamente a qualidade de transmissão do sinal de alta velocidade. Quanto menor o comprimento do dente de cobre, melhor será a qualidade de transmissão do sinal de alta velocidade.

A perda de radiação do PCB de alta velocidade está relacionada às características dielétricas e é diretamente proporcional à constante dielétrica DK, fator de perda dielétrica DF e a raiz quadrada da frequência.

Propriedades gerais do material PCB de alta velocidade Panasonic M6

Item		Método de teste	Doença	Unidade	MEGTRON6 R-5775(N) Pano de vidro de baixo Dk	MEGTRON6 R-5775 Pano de vidro normal
Temperatura de transição vítrea.(Tg)		DSC	UM	°C	185	185
Temperatura de decomposição térmica.(Td)		TGA	UM	°C	410	410
Eixo x CTE	a1	IPC-TM-650 2.4.24	UM	ppm/°C	14-16	14-16
Eixo y CTE					14-16	14-16
Eixo z CTE	a1	IPC-TM-650 2.4.24	UM		45	45
	a2				260	260
T288(com cobre)		IPC-TM-650 2.4.24.1	UM	min	>120	>120
Constante dielétrica(Dk)	12GHz	Tipo balanceado ressonador de disco circular	C-24/23/50	－	3.4	3.6
Fator de dissipação(Df)					0.004	0.004
Absorção de água		IPC-TM-650 2.6.2.1	D-24/23	%	0.14	0.14
Módulo de flexão	Preencher	JIS C 6481	UM	GPa	18	19
Força de casca*	1onças(35μm)	IPC-TM-650 2.4.8	UM	kN/m	0.8	0.8

Quais são os materiais usados ​​para sua PCB de alta velocidade?

A resposta usual é FR4. A placa PCB da qual estamos falando geralmente se refere ao substrato. Na verdade, é composto de folha de cobre e pré-impregnado, e há muitas classificações de folha de cobre e pré-impregnado de acordo com diferentes aplicações.

FR4 usa resina epóxi ou resina epóxi modificada como adesivo, e tecido de fibra de vidro como uma espécie de material de reforço. Isso quer dizer, contanto que o material deste sistema seja usado, pode ser chamado de FR4, então FR4 é o termo geral para este sistema de resina. As placas impressas usando materiais FR4 são atualmente o maior e mais usado tipo de placas impressas do mundo.

Geralmente, FR4 será classificado de acordo com os seguintes tipos.

De acordo com a nomenclatura e classificação da tecelagem de tecidos de fibra de vidro, como:

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

Estes são tipos de pano de vidro comumente usados, claro que existem outros. Cada tipo de tela de vidro é definido na especificação IPC. Portanto, o mesmo tipo de pano de vidro usado por diferentes fabricantes de PCB basicamente não é muito diferente, porque o pano de vidro também tem muitos fabricantes de PCB, mas o mesmo tipo de tecido de vidro fornecido por diferentes fabricantes de PCB deve atender aos requisitos da especificação IPC.

Classificado de acordo com o tipo de vidro

E-vidro (E-vidro): E significa elétrico, o que significa vidro isolante elétrico. É um vidro de aluminossilicato de cálcio com pouco teor de óxido de metal alcalino (geralmente menos de 1%), por isso também é chamado de vidro sem álcalis. Possui alta resistividade. O vidro E agora se tornou o componente mais comumente usado da fibra de vidro, e muitos materiais de PCB geralmente usam vidro E, a menos que especificado de outra forma.

vidro NE (Vidro NE): Também chamado de vidro de baixo Dk, é uma fibra de vidro de baixo dielétrico desenvolvida pela Japan Nitto Textile Co., Ltda., sua constante dielétrica ε (1MHz) é 4.6 (E vidro é 6.6), e o fator de perda O tanδ (1MHz) é 0.0007 (E vidro é 0.0012), e materiais de vidro NE são comumente usados, como M7NE, IT968SE e IT988GSE.

De acordo com o sistema de resina utilizado pelo fornecedor de PCB e sua classificação de desempenho:

Material PCB de alta velocidade Iteq:

IT180A/IT170GRA1/IT958G/IT968/IT968SE/IT988GSE

Material PCB de alta velocidade Tuc:

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

Material PCB de alta velocidade Panasonic:

Megtron4/M4S/Megtron6/M6G/M7E/M7NE

Série Park Meteorwave:

MW1000/2000/3000/4000/8000

Material PCB de alta velocidade ShengYi: S1000-2(M)/S7439/S6, etc..

Material PCB de alta velocidade Rogers: RO4003/RO3003/RO4350B (Materiais de RF), etc..

Classificação de acordo com o nível de perda

Pode ser dividido em planilha de perdas comum (Df≥0,02), folha de perda média (0.01

Classificação de acordo com o desempenho retardador de chama

Tipo retardador de chama (UL94-VO, UL94-V1) e tipo não retardador de chama (Grau UL94-HB)

Depois de ler a introdução acima, voltando à pergunta anterior em nosso artigo, qual placa PCB de alta velocidade você costuma usar? Claro que quero ouvir o nome do material correspondente ao sistema de resina e desempenho usado pelo fornecedor da placa PCB, como IT180A/S1000-2/IT968/M4S, etc.. De acordo com diferentes perdas e materiais de diferentes fabricantes, baseia-se principalmente em placas comuns de média e alta velocidade que apresentam perdas menores que o FR4 comum, enquanto o FR4 comum, como IT180A, S1000-2/M, Tu752/768, etc., basicamente tem pouca diferença em Df. É também a placa Hi-Tg que mais usamos atualmente, Megtron6/M6G da Panasonic, que é usado para PCB de alta velocidade.

Projeto de PCB de alta velocidade, layout de PCB de alta velocidade

Para projetar um PCB de alta velocidade e alta qualidade, devemos considerar a integridade do sinal e a integridade da energia. No entanto, sabemos a diferença entre sinal de alta velocidade e sinal de alta frequência, e entender a diferença entre sinal de alta velocidade e sinal de alta frequência no design de PCB. Embora o resultado direto seja da integridade do sinal, não devemos ignorar o design da integridade do poder. Porque a integridade da energia afeta diretamente a integridade do sinal da PCB final de alta velocidade.

Ao projetar e construir pilhas de PCB, prioridade deve ser dada às questões materiais. 5g PCB deve atender a todas as especificações ao transportar e receber transmissão de sinal, fornecendo conexão elétrica e fornecendo controle para funções específicas. Além disso, Os desafios de design de PCB precisarão ser abordados, como manter a integridade do sinal em alta velocidade, gerenciamento de dissipação de calor, e como evitar interferência eletromagnética (EMI) entre dados e placas

Frequências mais altas exigirão o uso de materiais apropriados no PCB para capturar e transmitir sinais mais baixos e mais altos sem perda de sinal e EMI. Outro problema é que o aparelho ficará mais leve, mais portátil e menor. Devido ao peso estrito, restrições de tamanho e espaço, Os materiais da PCB devem ser flexíveis e leves para acomodar todos os dispositivos microeletrônicos na placa de circuito.

Para fiação de cobre PCB, fiação mais fina e controle de impedância mais rígido devem ser seguidos. O processo tradicional de gravação por subtração para PCBs de alta velocidade 3G e 4G pode ser alterado para um processo de semi-adição modificado. Esses processos aprimorados de semi-adição fornecerão traços mais precisos e paredes mais retas.

Materiais e substratos também estão sendo redesenhados. As empresas de placas de circuito impresso estão estudando materiais com constantes dielétricas tão baixas quanto 3, porque os materiais padrão para PCBs de baixa velocidade são geralmente 3.5 para 5.5. Trança de fibra de vidro mais apertada, menor fator de perda, material com perda e cobre de baixo perfil também será a escolha de PCB de alta velocidade para sinais digitais, de modo a evitar a perda de sinal e melhorar a integridade do sinal.

, crosstalk e capacitância parasita são os principais problemas das placas de circuito. Para lidar com crosstalk e EMI causados ​​por frequências analógicas e digitais na placa, é altamente recomendável rotear separadamente. O uso de placas multicamadas proporcionará maior versatilidade para determinar como colocar roteamento de alta velocidade, de modo a manter os caminhos dos sinais de retorno analógicos e digitais afastados um do outro, enquanto mantém os circuitos AC e DC separados. Aumentar a blindagem e a filtragem ao organizar os componentes também deve reduzir a quantidade de EMI natural na PCB.

Para garantir que não haja defeitos e curtos-circuitos graves ou circuitos abertos na superfície de cobre, o avançado sistema de inspeção óptica automática (AIO) com funções superiores e medição 2D serão usadas para verificar o roteamento dos condutores e medi-los. Essas tecnologias ajudarão os fabricantes de PCB a procurar possíveis riscos de degradação de sinal.

Uma velocidade de sinal mais alta fará com que mais calor seja gerado pela corrente através do PCB. Os materiais PCB para materiais dielétricos e camadas de substrato central precisarão lidar totalmente com a alta velocidade exigida pela tecnologia 5g. Se o material for insuficiente, isso pode levar à fiação de cobre, peeling, encolhimento e empenamento, porque esses problemas levarão à deterioração do PCB.

Para fazer face a estas temperaturas mais elevadas, os fabricantes precisarão se concentrar na seleção de materiais para resolver os problemas de condutividade térmica e coeficiente térmico. Materiais com maior condutividade térmica, excelente transferência de calor e constante dielétrica consistente devem ser usadas para produzir um bom PCB.

O design de PCB de alta velocidade é um processo de design muito complexo. Há muitos fatores a serem considerados no projeto de PCB de alta velocidade, que às vezes são opostos um ao outro. Se os dispositivos de alta velocidade estiverem dispostos próximos uns dos outros, embora o atraso possa ser reduzido, crosstalk e efeito térmico significativo podem ocorrer. Portanto, no projeto, é necessário pesar vários factores e chegar a um compromisso abrangente; Ele não apenas atende aos requisitos de design, mas também reduz a complexidade do design. A adoção de meios de PCB de design de alta velocidade constitui a controlabilidade do processo de design. Somente controlável pode ser um design de PCB de alta velocidade confiável e bem-sucedido!

PCB de alta velocidade, também conhecida como placa PCB de alta velocidade ou placa PCB de alta velocidade, é uma placa PCB de alta velocidade fabricada com material PCB de alta velocidade, com alta velocidade, alta confiabilidade, atraso baixo, grande capacidade, alta largura de banda e outros recursos.

PCB de alta velocidade é amplamente utilizado em comunicação 5G, como estações base 5G e computadores grandes. A placa de circuito PCB de alta velocidade também é um dos principais produtos da UGPCB. UGPCB pode fornecer aos usuários design de PCB de alta velocidade, amostras de PCB de alta velocidade, fabricação de PCB de alta velocidade, SMT de PCB de alta velocidade, e serviços de montagem de PCB. Se você precisar de fabricação de PCB de alta frequência, entre em contato com a UGPCB.