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PCB de alta velocidade

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Com mais de uma década na área de protótipo e fabricação de PCB, estamos comprometidos em atender às necessidades de nossos clientes de diversos setores em termos de qualidade, entrega, economia e quaisquer outras solicitações exigentes. 

Como um dos fabricantes de PCB mais experientes do mundo, temos orgulho de ser seus melhores parceiros de negócios, bem como bons amigos em todos os aspectos de suas necessidades de PCB.
Consulta personalizada

VISÃO GERAL

Item PCB rígida
Camada máxima 60L
Traço/espaço mínimo da camada interna 3/3mil
Rastreamento/espaço mínimo da camada externa 3/3mil
Camada interna Max Copper 6 onças
Camada externa de cobre máximo 6 onças
Perfuração Mecânica Mínima 0,15mm
Perfuração mínima a laser 0,1 mm
Proporção de aspecto (perfuração mecânica) 20:1
Proporção de aspecto (perfuração a laser) 1:1
Tolerância do furo de ajuste de pressão ±0,05mm
Tolerância ao PTH ±0,075 mm
Tolerância NPTH ±0,05mm
Tolerância de escareamento ±0,15 mm
Espessura da placa 0,4-8mm
Tolerância de espessura da placa (<1,0 mm) ±0,1 mm
Tolerância de espessura da placa (≥1,0 mm) ±10%
Tolerância de Impedância Single-Ended:±5Ω(≤50Ω),±7%(>50Ω)
Diferencial:±5Ω(≤50Ω),±7%(>50Ω)
Tamanho mínimo da placa 10*10mm
Tamanho máximo da placa 22,5*30 polegadas
Tolerância de contorno ±0,1 mm
BGA mínimo 7mil
SMT mínimo 7*10mil
Tratamento da superfície ENIG, dedo de ouro, prata de imersão, estanho de imersão, HASL (LF), OSP, ENEPIG, ouro flash; chapeamento de ouro duro
Máscara de solda Verde, preto, azul, vermelho, verde mate
Folga mínima da máscara de solda 1,5 mil
Barragem mínima de máscara de solda 3mil
Lenda Branco, preto, vermelho, amarelo
Largura/altura mínima da legenda 4/23mil
Largura do filé de tensão /
Arco e torção 0.3%

Introdução

Na eletrônica, a evolução das placas de circuito impresso (PCBs) de alta velocidade representa um marco significativo, atendendo à crescente demanda por processamento e transmissão de dados mais rápidos. À medida que os dispositivos diminuem de tamanho, mas aumentam em complexidade, compreender as nuances do design de PCB de alta velocidade torna-se fundamental para engenheiros e designers. Este ensaio explora a essência do design de placas de alta velocidade, delineia os critérios para classificar uma PCB como de alta velocidade e oferece insights sobre as habilidades de design necessárias e o papel central do software de design auxiliado por computador (CAD) neste sofisticado domínio de engenharia. .

O que é design de placa de alta velocidade?

O design da placa de alta velocidade é uma abordagem avançada de design de PCB que considera meticulosamente os atributos físicos da placa para garantir a integridade do sinal em altas frequências. Ao contrário do design tradicional de PCB, que se concentra principalmente no posicionamento e conectividade de componentes, o design de alta velocidade aborda os desafios colocados pelas rápidas taxas de borda dos sinais digitais. Esses desafios incluem atrasos de sinal, diafonia, reflexões e emissões eletromagnéticas, que podem degradar significativamente o desempenho dos dispositivos eletrônicos. O projeto de alta velocidade envolve a otimização do layout, do empacotamento, das interconexões e da pilha de camadas para mitigar esses problemas, garantindo uma operação confiável e eficiente do circuito.

Quando o projeto de uma placa de circuito impresso é considerado de alta velocidade?

Determinar quando um projeto de PCB faz a transição de padrão para alta velocidade envolve vários fatores principais:

  • Velocidade do sinal digital: Uma PCB é considerada de alta velocidade quando apresenta circuitos digitais com velocidades iguais ou superiores a 45 a 50 MHz, onde os sinais digitais constituem uma parte significativa do sistema.
  • Impacto na integridade do sinal: O projeto é classificado como de alta velocidade se as propriedades físicas da PCB, como layout e características do material, começarem a afetar a integridade dos sinais, levando a possíveis problemas como distorção de sinal e corrupção de dados.
  • Presença de interfaces de alta velocidade: A inclusão de interfaces de alta velocidade (por exemplo, DDR, PCI-e, HDMI) exige considerações de design de alta velocidade para lidar com as rápidas taxas de transferência de dados de maneira eficaz.

Habilidades de design de PCB de alta velocidade

Alcançar proficiência em design de PCB de alta velocidade requer um conjunto abrangente de habilidades:

Proficiência avançada em software CAD

  • Familiaridade com a ferramenta: O projeto de PCB de alta velocidade requer o uso de software CAD (Computer-Aided Design) avançado com recursos além do layout e do básico de captura esquemática. Os projetistas devem ser proficientes em software com amplos recursos de simulação, ferramentas de cálculo de impedância e funcionalidades avançadas de roteamento.
  • Simulação e Modelagem: A utilização das ferramentas de simulação do software CAD permite que os projetistas modelem circuitos de alta velocidade e prevejam seu comportamento antes da construção de protótipos físicos. Isso inclui análise de integridade de sinal, análise de tempo e simulações eletromagnéticas para identificar possíveis problemas como reflexões de sinal, diafonia e EMI.
  • Roteamento Diferencial de Pares: O software CAD para projetos de alta velocidade geralmente inclui ferramentas especializadas para rotear pares diferenciais – dois traços paralelos transportando sinais opostos. O uso adequado dessas ferramentas garante que os pares diferenciais sejam roteados com espaçamento e paralelismo consistentes, o que é fundamental para manter a integridade do sinal em linhas de dados de alta velocidade.

Controle de Impedância e Disciplina de Roteamento

  • Compreendendo a impedância: Em altas frequências, a impedância dos traços da PCB torna-se um fator crítico na integridade do sinal. Os projetistas devem entender como calcular a impedância dos traços com base em sua geometria e nas propriedades dielétricas do material da PCB, ajustando a largura e o espaçamento dos traços de acordo para atingir os níveis de impedância desejados.
  • Diretrizes de roteamento: Seguir diretrizes rígidas é essencial para minimizar a degradação do sinal. Isso inclui evitar curvas fechadas que podem aumentar a reflexão do sinal, manter larguras de traço uniformes para preservar a consistência da impedância e direcionar sinais de alta velocidade para longe de áreas ruidosas da placa para reduzir o risco de diafonia.

Correspondência de comprimento e redução de área de loop

  • Correspondência de comprimento: Interfaces digitais de alta velocidade, como aquelas usadas em sistemas de memória DDR, exigem que os sinais cheguem aos seus destinos simultaneamente. Isso exige uma correspondência precisa do comprimento dos traços, geralmente obtida pela adição de curvas em serpentina para equalizar os comprimentos. O software CAD pode automatizar grande parte desse processo, mas é crucial ter um conhecimento profundo de quando e como aplicar a correspondência de comprimento.
  • Reduzindo áreas de loop: Grandes áreas de loop nos caminhos de retorno do sinal podem atuar como antenas, irradiando energia eletromagnética e gerando EMI. Os projetistas de PCB de alta velocidade devem minimizar essas áreas de loop, garantindo que os caminhos de sinal e retorno estejam intimamente acoplados. Isso geralmente envolve o posicionamento estratégico de planos de terra e o uso de vias para criar caminhos de retorno curtos, reduzindo assim a área do loop e mitigando a EMI.
  • Uso de Vias de Costura: Para reduzir ainda mais a EMI e melhorar a integridade do sinal, os projetistas de PCB de alta velocidade geralmente empregam vias adicionais colocadas ao longo das bordas dos planos de terra e de potência ou entre pares diferenciais. Essas vias ajudam a manter um plano de referência consistente, reduzem áreas de loop e protegem sinais de alta velocidade contra interferências externas.

Descubra como as habilidades de design de PCB de alta velocidade são aplicadas no processo de montagem de PCB para garantir desempenho e confiabilidade ideais visitando nosso guia sobre montagem de PCB.

O papel do software CAD no projeto de PCB de alta velocidade

O software de design auxiliado por computador (CAD) desempenha um papel crítico no projeto de PCB de alta velocidade, oferecendo ferramentas e recursos personalizados para atender às complexidades dos requisitos de alta velocidade. Soluções CAD avançadas fornecem:

  • Ferramentas de simulação: Permitindo que os projetistas simulem e analisem o comportamento do sinal, a impedância e os efeitos EMI antes da prototipagem física.
  • Assistência de roteamento: Oferecendo algoritmos de roteamento sofisticados para gerenciar comprimentos de rastreamento, pares diferenciais e caminhos controlados por impedância.
  • Verificação de projeto: Permitindo a verificação de regras de projeto específicas para operação em alta velocidade para garantir o cumprimento dos padrões de desempenho.

Conclusão

O projeto de PCB de alta velocidade é um aspecto crítico e desafiador da engenharia eletrônica moderna, exigindo uma compreensão diferenciada do comportamento do sinal, propriedades dos materiais e técnicas avançadas de projeto. À medida que os dispositivos eletrônicos evoluem, a demanda por PCBs de alta velocidade só aumentará, ressaltando a importância de designers qualificados e de software CAD sofisticado para ampliar os limites do que é possível no design eletrônico.

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