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高速PCB

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PCB のプロトタイプと製造の分野で 10 年以上の経験を持つ当社は、品質、納期、費用対効果、その他の厳しい要求の点で、さまざまな業界のお客様のニーズを満たすことに尽力しています。 

世界で最も経験豊富な PCB メーカーの 1 つとして、当社は PCB ニーズのあらゆる側面において、お客様の最良のビジネス パートナーであると同時に良き友人であることを誇りに思っています。
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概要

アイテム リジッドPCB
最大レイヤー 60L
内層の最小トレース/スペース 3/3ミル
アウトレイヤーの最小トレース/スペース 3/3ミル
内層最大銅 6オンス
アウトレイヤーマックス銅 6オンス
最小機械穴あけ 0.15mm
最小レーザー穴あけ 0.1mm
アスペクト比(機械穴あけ) 20:1
アスペクト比(レーザードリリング) 1:1
圧入穴公差 ±0.05mm
PTH 許容値 ±0.075mm
NPTH許容値 ±0.05mm
皿穴許容差 ±0.15mm
板厚 0.4~8mm
板厚公差(<1.0mm) ±0.1mm
板厚公差(≧1.0mm) ±10%
インピーダンス許容差 シングルエンド:±5Ω(≦50Ω)、±7%(>50Ω)
差動:±5Ω(≦50Ω)、±7%(>50Ω)
最小基板サイズ 10*10mm
最大ボードサイズ 22.5*30インチ
輪郭許容差 ±0.1mm
最小 BGA 700万
最小SMT 7*10ミル
表面処理 ENIG、ゴールドフィンガー、浸漬シルバー、浸漬錫、HASL(LF)、OSP、ENEPIG、フラッシュゴールド、硬質金メッキ
戦士の表情 緑、黒、青、赤、マットグリーン
最小ソルダーマスククリアランス 150万
最小ソルダーマスクダム 300万
伝説 白、黒、赤、黄
凡例の最小幅/高さ 4/23ミル
ひずみフィレット幅 /
ボウ&ツイスト 0.3%

導入

エレクトロニクス分野では、高速プリント基板 (PCB) の進化が重要なマイルストーンとなり、より高速なデータ処理と伝送に対する需要の高まりに応えています。デバイスのサイズは縮小するものの、複雑さが増すにつれて、高速 PCB 設計の微妙な違いを理解することが、エンジニアにとっても設計者にとっても同様に最も重要になります。このエッセイでは、高速基板設計の本質を探り、PCB を高速として分類する基準を詳しく説明し、この洗練されたエンジニアリング領域における必要な設計スキルとコンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアの重要な役割についての洞察を提供します。 。

高速ボード設計とは何ですか?

高速基板設計は、基板の物理的特性を細心の注意を払って考慮し、高周波数での信号の整合性を確保する高度な PCB 設計アプローチです。主にコンポーネントの配置と接続に焦点を当てた従来の PCB 設計とは異なり、高速設計はデジタル信号の高速エッジ レートによってもたらされる課題に対処します。これらの課題には、信号遅延、クロストーク、反射、電磁放射が含まれ、電子デバイスのパフォーマンスを大幅に低下させる可能性があります。高速設計には、レイアウト、パッケージング、相互接続、層スタックの最適化が含まれ、これらの問題を軽減し、回路の信頼性と効率的な動作を保証します。

プリント基板設計が高速とみなされるのはどのような場合ですか?

PCB 設計が標準から高速に移行する時期を決定するには、いくつかの重要な要素が関係します。

  • デジタル信号速度: PCB は、45 ~ 50 MHz 以上の速度のデジタル回路を備えている場合に高速とみなされ、デジタル信号がシステムの重要な部分を構成します。
  • シグナルインテグリティへの影響: レイアウトや材料特性などの PCB の物理的特性が信号の完全性に影響を及ぼし始め、信号の歪みやデータ破損などの潜在的な問題が発生する場合、その設計は高速として分類されます。
  • 高速インターフェイスの存在: 高速インターフェイス (DDR、PCI-e、HDMI など) を組み込むには、高速データ転送速度を効果的に処理するための高速設計を考慮する必要があります。

高速PCB設計スキル

高速 PCB 設計に習熟するには、次のような包括的なスキルセットが必要です。

高度な CAD ソフトウェアの習熟度

  • 使い慣れたツール: 高速 PCB 設計には、レイアウトや回路図キャプチャの基本を超えた機能を備えた高度な CAD (コンピューター支援設計) ソフトウェアを使用する必要があります。設計者は、広範なシミュレーション機能、インピーダンス計算ツール、および高度な配線機能を備えたソフトウェアに習熟している必要があります。
  • シミュレーションとモデリング: CAD ソフトウェア内のシミュレーション ツールを利用すると、設計者は物理プロトタイプを構築する前に高速回路をモデル化し、その動作を予測できます。これには、信号反射、クロストーク、EMI などの潜在的な問題を特定するための信号整合性解析、タイミング解析、電磁シミュレーションが含まれます。
  • 差動ペアのルーティング: 高速設計用の CAD ソフトウェアには、差動ペア (反対の信号を伝送する 2 つの並列トレース) をルーティングするための専用ツールが含まれていることがよくあります。これらのツールを適切に使用すると、差動ペアが一貫した間隔と平行度で配線されることが保証されます。これは、高速データ ライン上で信号の整合性を維持するために重要です。

インピーダンス制御とルーティング規律

  • インピーダンスを理解する: 高周波数では、PCB トレースのインピーダンスが信号の完全性において重要な要素になります。設計者は、配線の形状と PCB 材料の誘電特性に基づいて配線のインピーダンスを計算し、必要なインピーダンス レベルを達成するためにそれに応じて配線の幅と間隔を調整する方法を理解する必要があります。
  • ルーティングのガイドライン: 信号の劣化を最小限に抑えるには、厳格なガイドラインに従うことが不可欠です。これには、信号反射を増加させる可能性のある急な曲がりを避けること、インピーダンスの一貫性を維持するために均一な配線幅を維持すること、クロストークのリスクを軽減するために基板のノイズの多い領域から高速信号を配線することが含まれます。

長さのマッチングとループ領域の削減

  • 長さの一致: DDR メモリ システムで使用されるような高速デジタル インターフェイスでは、信号が宛先に同時に到着する必要があります。これには、トレースの長さを正確に一致させる必要があり、多くの場合、長さを均等にするために蛇行状の曲がりを追加することで実現されます。 CAD ソフトウェアはこのプロセスの多くを自動化できますが、長さの一致をいつどのように適用するかを深く理解することが重要です。
  • ループ領域の削減: 信号リターンパス内の大きなループ領域はアンテナとして機能し、電磁エネルギーを放射し、EMI の原因となる可能性があります。高速 PCB 設計者は、信号パスとリターン パスが密接に結合されていることを確認して、これらのループ領域を最小限に抑える必要があります。これには、多くの場合、グランド プレーンを戦略的に配置し、ビアを使用して短いリターン パスを作成し、それによってループ領域を削減し、EMI を軽減することが必要になります。
  • ステッチビアの使用: EMIをさらに低減し、信号の完全性を高めるために、高速PCB設計者は、グランドプレーンと電源プレーンのエッジに沿って、または差動ペア間に追加のビアを配置することがよくあります。これらのビアは、一貫した基準面を維持し、ループ領域を削減し、高速信号を外部干渉からシールドするのに役立ちます。

最適なパフォーマンスと信頼性を確保するために、高速 PCB 設計スキルが PCB アセンブリ プロセスにどのように適用されるかをご覧ください。 PCB アセンブリに関するガイドをご覧ください。.

高速 PCB 設計における CAD ソフトウェアの役割

コンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアは、高速 PCB 設計において重要な役割を果たし、高速要件の複雑さに対処するために調整されたツールと機能を提供します。高度な CAD ソリューションは以下を提供します。

  • シミュレーションツール: 設計者が物理的なプロトタイプを作成する前に、信号の動作、インピーダンス、EMI の影響をシミュレーションおよび分析できるようにします。
  • ルート案内支援: 配線長、差動ペア、インピーダンス制御されたパスを管理するための高度なルーティング アルゴリズムを提供します。
  • 設計の検証: 高速動作に特有の設計ルールを検証して、性能規格への準拠を確認できます。

結論

高速 PCB 設計は、現代のエレクトロニクス工学において重要かつ困難な側面であり、信号の動作、材料特性、高度な設計技術を微妙に理解する必要があります。電子デバイスが進化するにつれて、高速 PCB の需要は高まるばかりであり、エレクトロニクス設計で可能なことの限界を押し上げるには、熟練した設計者と洗練された CAD ソフトウェアの重要性が強調されています。

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