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PCB ad alta velocità

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Con oltre un decennio nel campo della prototipazione e della fabbricazione di PCB, ci impegniamo a soddisfare le esigenze dei nostri clienti di diversi settori in termini di qualità, consegna, rapporto costo-efficacia e qualsiasi altra richiesta impegnativa. 

Essendo uno dei produttori di PCB più esperti al mondo, siamo orgogliosi di essere i vostri migliori partner commerciali e buoni amici in ogni aspetto delle vostre esigenze PCB.
Richiesta personalizzata

PANORAMICA

Articolo PCB rigido
Livello massimo 60 litri
Traccia/spazio minimo livello interno 3/3mil
Traccia/spazio minimo livello esterno 3/3mil
Strato interno in rame massimo 6 once
Out Layer Max Rame 6 once
Perforazione meccanica minima 0,15 mm
Perforazione laser minima 0,1 mm
Proporzioni (Perforazione meccanica) 20:1
Proporzioni (Perforazione laser) 1:1
Tolleranza foro Press Fit ±0,05 mm
Tolleranza al PTH ±0,075 mm
Tolleranza NPTH ±0,05 mm
Tolleranza alla svasatura ±0,15 mm
Spessore del pannello 0,4-8 mm
Tolleranza sullo spessore della scheda (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolleranza sullo spessore della scheda (≥1,0 mm) ±10%
Tolleranza di impedenza A terminazione singola:±5Ω(≤50Ω)±7%(>50Ω)
Differenziale:±5Ω(≤50Ω)±7%(>50Ω)
Dimensione minima della scheda 10*10 mm
Dimensione massima della scheda 22,5 * 30 pollici
Tolleranza al contorno ±0,1 mm
BGA minimo 7mil
SMT minimo 7*10mil
Trattamento della superficie ENIG, Gold Finger, Argento ad immersione, Stagno ad immersione, HASL (LF), OSP, ENEPIG, Flash Gold; Placcatura in oro duro
Maschera per saldatura Verde, Nero, Blu, Rosso, Verde opaco
Spazio minimo per la maschera di saldatura 1,5 milioni
Diga minima della maschera di saldatura 3mil
Leggenda Bianco, Nero, Rosso, Giallo
Larghezza/altezza minima legenda 4/23mil
Larghezza del raccordo di deformazione /
Arco e torsione 0.3%

introduzione

Nell'elettronica, l'evoluzione dei circuiti stampati (PCB) ad alta velocità segna una pietra miliare significativa, soddisfacendo la crescente domanda di elaborazione e trasmissione dei dati più veloci. Man mano che i dispositivi si riducono di dimensioni ma aumentano di complessità, comprendere le sfumature della progettazione PCB ad alta velocità diventa fondamentale sia per ingegneri che per progettisti. Questo saggio esplora l'essenza della progettazione di schede ad alta velocità, delinea i criteri per classificare un PCB come ad alta velocità e offre approfondimenti sulle competenze di progettazione richieste e sul ruolo centrale del software CAD (Computer-Aided Design) in questo sofisticato dominio dell'ingegneria. .

Cos'è la progettazione di schede ad alta velocità?

La progettazione della scheda ad alta velocità è un approccio avanzato alla progettazione PCB che considera meticolosamente gli attributi fisici della scheda per garantire l'integrità del segnale alle alte frequenze. A differenza della progettazione PCB tradizionale, che si concentra principalmente sul posizionamento dei componenti e sulla connettività, la progettazione ad alta velocità affronta le sfide poste dall'elevata velocità dei fronti dei segnali digitali. Queste sfide includono ritardi di segnale, diafonia, riflessioni ed emissioni elettromagnetiche, che possono ridurre significativamente le prestazioni dei dispositivi elettronici. La progettazione ad alta velocità prevede l'ottimizzazione del layout, del packaging, delle interconnessioni e dello stack up per mitigare questi problemi, garantendo un funzionamento affidabile ed efficiente del circuito.

Quando il progetto di un circuito stampato è considerato ad alta velocità?

Determinare quando un progetto PCB passa da standard a alta velocità coinvolge diversi fattori chiave:

  • Velocità del segnale digitale: Un PCB è considerato ad alta velocità quando presenta circuiti digitali con velocità pari o superiori a 45-50 MHz, dove i segnali digitali costituiscono una parte significativa del sistema.
  • Impatto sull'integrità del segnale: Il progetto è classificato come ad alta velocità se le proprietà fisiche del PCB, come il layout e le caratteristiche dei materiali, iniziano a influenzare l'integrità dei segnali, portando a potenziali problemi come la distorsione del segnale e la corruzione dei dati.
  • Presenza di interfacce ad alta velocità: L'inclusione di interfacce ad alta velocità (ad esempio DDR, PCI-e, HDMI) richiede considerazioni di progettazione ad alta velocità per gestire in modo efficace le rapide velocità di trasferimento dei dati.

Competenze di progettazione PCB ad alta velocità

Raggiungere competenza nella progettazione di PCB ad alta velocità richiede un insieme completo di competenze:

Competenza avanzata nel software CAD

  • Familiarità con lo strumento: La progettazione PCB ad alta velocità richiede l'utilizzo di software CAD (Computer-Aided Design) avanzato con funzionalità che vanno oltre le basi di layout e acquisizione di schemi. I progettisti devono essere esperti in software con ampie capacità di simulazione, strumenti di calcolo dell'impedenza e funzionalità di instradamento avanzate.
  • Simulazione e modellazione: L'utilizzo degli strumenti di simulazione all'interno del software CAD consente ai progettisti di modellare circuiti ad alta velocità e prevederne il comportamento prima della realizzazione dei prototipi fisici. Ciò include l'analisi dell'integrità del segnale, l'analisi temporale e le simulazioni elettromagnetiche per identificare potenziali problemi come riflessioni del segnale, diafonia ed EMI.
  • Routing della coppia differenziale: I software CAD per la progettazione ad alta velocità spesso includono strumenti specializzati per l'instradamento di coppie differenziali: due tracce parallele che trasportano segnali opposti. L'uso corretto di questi strumenti garantisce che le coppie differenziali vengano instradate con spaziatura e parallelismo coerenti, il che è fondamentale per mantenere l'integrità del segnale sulle linee dati ad alta velocità.

Controllo dell'impedenza e disciplina del routing

  • Comprendere l'impedenza: Alle alte frequenze, l'impedenza delle tracce PCB diventa un fattore critico per l'integrità del segnale. I progettisti devono capire come calcolare l'impedenza delle tracce in base alla loro geometria e alle proprietà dielettriche del materiale PCB, regolando di conseguenza la larghezza e la spaziatura della traccia per ottenere i livelli di impedenza desiderati.
  • Linee guida per il percorso: Il rispetto di linee guida rigorose è essenziale per ridurre al minimo il degrado del segnale. Ciò include evitare curve strette che possono aumentare la riflessione del segnale, mantenere larghezze di traccia uniformi per preservare la coerenza dell'impedenza e instradare segnali ad alta velocità lontano dalle aree rumorose della scheda per ridurre il rischio di diafonia.

Corrispondenza della lunghezza e riduzione dell'area del loop

  • Corrispondenza della lunghezza: Le interfacce digitali ad alta velocità, come quelle utilizzate nei sistemi di memoria DDR, richiedono che i segnali arrivino alle loro destinazioni simultaneamente. Ciò richiede una precisa corrispondenza della lunghezza delle tracce, spesso ottenuta aggiungendo curve a serpentina per equalizzare le lunghezze. Il software CAD può automatizzare gran parte di questo processo, ma è fondamentale una comprensione approfondita di quando e come applicare la corrispondenza della lunghezza.
  • Riduzione delle aree del circuito: Ampie aree del circuito nei percorsi di ritorno del segnale possono fungere da antenne, irradiando energia elettromagnetica e generando EMI. I progettisti di PCB ad alta velocità devono ridurre al minimo queste aree del circuito garantendo che i percorsi del segnale e di ritorno siano strettamente accoppiati. Ciò comporta spesso il posizionamento strategico dei piani di terra e l'utilizzo di vie per creare brevi percorsi di ritorno, riducendo così l'area del circuito e mitigando le EMI.
  • Utilizzo dei passaggi di cucitura: Per ridurre ulteriormente le EMI e migliorare l'integrità del segnale, i progettisti di PCB ad alta velocità spesso utilizzano vie aggiuntive posizionate lungo i bordi dei piani di terra e di potenza o tra coppie differenziali. Questi via aiutano a mantenere un piano di riferimento coerente, riducono le aree del loop e proteggono i segnali ad alta velocità dalle interferenze esterne.

Scopri come le competenze di progettazione PCB ad alta velocità vengono applicate nel processo di assemblaggio PCB per garantire prestazioni e affidabilità ottimali visitando la nostra guida sull'assemblaggio PCB.

Il ruolo del software CAD nella progettazione PCB ad alta velocità

Il software di progettazione assistita da computer (CAD) svolge un ruolo fondamentale nella progettazione PCB ad alta velocità, offrendo strumenti e funzionalità su misura per affrontare le complessità dei requisiti ad alta velocità. Le soluzioni CAD avanzate forniscono:

  • Strumenti di simulazione: Consente ai progettisti di simulare e analizzare il comportamento del segnale, l'impedenza e gli effetti EMI prima della prototipazione fisica.
  • Assistenza sul percorso: Offre sofisticati algoritmi di instradamento per gestire lunghezze di traccia, coppie differenziali e percorsi controllati dall'impedenza.
  • Verifica del progetto: Consentire la verifica delle regole di progettazione specifiche per il funzionamento ad alta velocità per garantire la conformità agli standard prestazionali.

Conclusione

La progettazione di PCB ad alta velocità è un aspetto critico e impegnativo della moderna ingegneria elettronica, che richiede una comprensione approfondita del comportamento del segnale, delle proprietà dei materiali e delle tecniche di progettazione avanzate. Con l'evoluzione dei dispositivi elettronici, la domanda di PCB ad alta velocità non potrà che aumentare, sottolineando l'importanza di progettisti esperti e di software CAD sofisticati per ampliare i confini del possibile nella progettazione elettronica.

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