Fabrico e montagem de placas de circuitos impressos de alta velocidade

Introdução

O mundo da eletrónica está a avançar à velocidade da luz. As inovações em matéria de inteligência artificial, 5G e Internet das Coisas estão a ultrapassar os limites do que é possível. Qual é a base de todo este progresso? Placas de circuitos impressos que podem transmitir dados a um ritmo extremamente rápido.
Além disso, existe uma grande procura de conceção de PCB de alta velocidade para trabalhar. Porque podem trabalhar com circuitos integrados a alta velocidade para a maioria dos dispositivos electrónicos, mesmo os mais simples. Uma placa de circuito impresso de alta velocidade significa que uma placa de circuito impresso com uma camada elevada e uma melhor contagem de sinais é frequentemente utilizada apenas em processadores com velocidades de sinais DDR e em muitos dispositivos electrónicos.
Este extenso blogue irá explorar em profundidade os elementos-chave para conquistar a conceção, o fabrico e a montagem de PCB de alta velocidade. No final, terá inspiração abundante e os conselhos tácticos necessários para dar vida a placas de vanguarda.

O que são PCBs de alta velocidade?

As placas PCB de alta velocidade são concebidas para facilitar a transmissão rápida de sinais e dados em dispositivos e circuitos electrónicos. As placas PCB de alta velocidade são concebidas de modo a satisfazer os requisitos exigentes das aplicações, em que o controlo da impedância, a redução do atraso do sinal e uma melhor integridade do sinal são factores críticos.
Alta velocidade Conceção de PCB não é uma tarefa simples. As nuances em torno da integridade do sinal, do controlo da impedância e da gestão térmica apresentam desafios desconcertantes. No entanto, com um planeamento cuidadoso e com as ferramentas certas, estes obstáculos podem ser ultrapassados para criar placas que superam as expectativas.
Tecnologia FS A PCB fornece uma vasta gama de placas de circuito impresso soluções de conceção, montagem e fabrico de PCB de alta velocidade, para apoiar os seus dispositivos e sistemas electrónicos. Com o nosso inovador, PCB avançada de alta velocidade estamos aqui para ajudar a desenvolver e apoiar as suas aplicações de alta tensão e alta corrente.

Características de conceção de PCB de alta velocidade

A conceção de PCB de alta velocidade requer um cuidado e planeamento excepcionais em todas as fases - está longe de ser trivial. Muitas complexidades desconcertantes precisam de ser resolvidas para facilitar a propagação limpa do sinal e evitar problemas de integridade do sinal. Placas impressas de alta velocidade conceção de placas de circuitos requer uma consideração crítica para discutir as seguintes questões com o seu projetista de PCB:
  • A impedância é controlada nesta placa de circuito? O resultado determinará se a placa é um circuito com terminação de sinal ou diferencial.
  • A que impedância está a funcionar o circuito de impedância controlada? g., a resposta pode ser 90, 100 ou 120 ohms.
  • Onde se situa o local de aplicação da PCB de alta velocidade? Como usar alta velocidade.
  • Uma maior proximidade da linha eléctrica ou de uma parte ruidosa do circuito resulta num funcionamento deficiente do sinal e?
Seguem-se alguns factores na conceção de placas de circuito impresso de alta velocidade:
Integridade do sinal
 
A integridade do sinal é fundamental para manter os sinais de alta frequência em PCBs de alta velocidade. Garante que o sinal chega ao seu destino sem qualquer distorção.
 
Controlo de Impedância
A impedância caraterística é a relação entre a amplitude da tensão e a corrente de uma onda única que se propaga numa linha de transmissão. No caso da impedância caraterística ou da impedância de pico, a impedância de uma linha de transmissão não deve afetar a outra.
Caminhos de retorno
Deve haver um número suficiente de ligações à terra unificadas para conseguir um encaminhamento eficaz. As lacunas entre as camadas de terra e de energia devem ser mínimas ou inexistentes, uma vez que o encaminhamento de linhas de transmissão elevadas através dessas lacunas pode ser difícil.
Gestão térmica
Os circuitos de alta velocidade geram demasiado calor, reduzindo o desempenho do sinal e danificando os componentes. A gestão térmica adequada (por exemplo, dissipador de calor) é fundamental para garantir o funcionamento fiável das PCB de alta velocidade.
Sinalização diferencial
A sinalização diferencial utiliza dois sinais complementares em vez de um para transmitir sinais de alta velocidade. Este método pode reduzir o ruído de modo comum e garantir o desvio mínimo entre os sinais.
Simulação e análise
Os projectos de PCB de alta velocidade requerem uma análise e simulação cuidadosas para garantir a integridade e fiabilidade do sinal. As ferramentas de simulação podem ser utilizadas para modelar o comportamento do circuito e detetar potenciais problemas antes de a placa ser fabricada.

Considerações sobre o fabrico de PCB a alta velocidade

placa de circuito impresso de alta velocidade
Conceção de PCB de alta velocidade
Para além das considerações básicas de conceção acima referidas para PCB de alta velocidade, é necessário ter em conta alguns factores específicos de fabrico. Tais como traços de impedância controlados, assegurar o empilhamento correto das camadas, escolher os materiais certos, etc. A manutenção bem sucedida de placas de alto desempenho recentemente comercializadas exige um poder de permanência inequívoco num cenário dinâmico. A resiliência para adaptar e melhorar os designs com base nas respostas do mercado do mundo real prepara as empresas para manter a relevância apesar da concorrência disruptiva.
  • Desenvolvimento do Stack Up: É importante assegurar o empilhamento correto das camadas, que constitui a camada de base sobre a qual os desenhos são construídos. Deve ser cuidadosamente observado quando seleção de materiais laminadospropriedades dieléctricas e pesos de cobre com base nas características de velocidade exigidas.
  • Perfuração: No processo de perfuração, os furos são então efectuados nas camadas por uma broca, baseada em máquinas e controlada por computador.
  • Revestimento:  Existe uma solução química específica para ajudar a montar as camadas quando o circuito está pronto para ser revestido. Após o revestimento, limpamos a placa de circuito aplicando diferentes produtos químicos. Esta solução infiltra-se nos orifícios perfurados.
  • Imagiologia da camada exterior: O próximo passo no fabrico de uma impressora de alta velocidade a placa de circuito está a aplicar uma camada fotorresistente para a camada mais externa. As luzes UV endurecem o fotorresiste.
  • Controlo da impedância: O cálculo correto dos valores de impedância necessários deve ser considerado em primeiro lugar. Uma impedância consistente evita reflexões indesejadas que corrompem os dados. Podemos controlar a impedância em impressoras de alta velocidade placas de circuito utilizando calculadoras avançadas para marcar as dimensões do traço em função das propriedades do empilhamento.
  • Etching: As soluções químicas utilizadas anteriormente são utilizadas para remover o cobre indesejado que se encontra por baixo da camada de resistência, o que permite a ligação da placa de circuito impresso.
  • Máscara de Solda: Esta é a última fase do processo de fabrico de placas de circuito impresso de alta velocidade. O fabricante deve limpar todos os painéis e a placa antes de soldadura implementação da máscara. Uma máscara de solda pode ajudar a tornar as ligações mais fortes na placa PCB. E o que obtemos após a soldadura é a cor verde da placa de circuito impresso.

O papel do PCB de alta velocidade no ritmo ofuscante do progresso

No mundo atual, ávido de dados, a procura de velocidades de transmissão mais rápidas acelera exponencialmente. Considere estas aplicações que dependem de um elevado débito:
●A infraestrutura 5G transmite enormes quantidades de dados sem fios através de grandes distâncias
Os clusters de computação de alto desempenho processam volumes astronómicos de conjuntos de dados complexos
Os sistemas de negociação de alta frequência reagem em microssegundos a diferenciais transitórios de arbitragem
Coordenação autónoma de veículos: intercâmbio instantâneo de dados de sensores e trajectórias
placa de circuito impresso de alta velocidade
Para estes casos de utilização de ponta, as PCB com capacidade multi-gigabit são um pré-requisito absoluto. Mas porque é que a velocidade de transmissão se tornou tão vital no design moderno de PCB? Taxas de sinal mais lentas conduzem a atrasos em cascata na propagação de dados nos sistemas. Estes atrasos cumulativos afectam gravemente o desempenho do processamento da lógica digital que passa dados entre circuitos integrados. Ao conceber placas de circuito impresso intencionalmente para tempos de subida e taxas de extremidade mais rápidos, os dados passam rapidamente entre os pontos finais. Os sinais propagam-se do ponto A para o B com um atraso cumulativo reduzido. Esta velocidade aumenta a capacidade de resposta das aplicações, permite experiências de utilizador mais ricas e torna possíveis as inovações da próxima geração. O elevado débito mantém os dados a fluir suavemente sem engarrafamentos, permitindo que os sistemas reajam em tempo real. Agora que as motivações são mais claras, vejamos o que distingue o design de PCB de alta velocidade.

Acelerar o sucesso com PCB de alta velocidade

 É um exercício de futilidade planear uma intrincada disposição de PCB multi-gigabit sem uma assistência poderosa. É impossível perder prazos críticos ou perder financiamento devido à falta de produtividade do projeto. Para aumentar radicalmente a produtividade da engenharia, os principais engenheiros apoiam-se sabiamente em plataformas de software de design avançadas e de alta velocidade, como o Altium Designer. Com mecanismos de roteamento sofisticados, solucionadores de impedância e campo integrados e regra de conceção pode arquitetar placas de elevado desempenho em muito menos tempo. Parâmetros de modelação personalizáveis, funcionalidade de traço de afinação inteligente e encaminhamento suave de pares diferenciais proporcionam uma enorme vantagem. Os simuladores SI, PI e EMI incorporados permitem a previsão do desempenho no mundo real para evitar armadilhas pós-fabricação. É possível definir o empilhamento preliminar, calcular impedâncias de traço indicativas, definir regras de design para correspondência de comprimento e rotear diferencialmente com o mínimo de esforço. Esta eficiência é inestimável, porque permite que os engenheiros concentrem os recursos cognitivos na inovação, em vez de prepararem a documentação do projeto.

Montagem de placas de circuitos impressos de alta velocidade

Num mercado intensamente ávido de soluções mais rápidas, os protótipos verificados criam confiança e desbloqueiam o financiamento de iniciativas de novos produtos. No entanto, a obtenção de um elevado desempenho depende totalmente da competência de fabrico e montagem. A O próprio processo de fabrico de PCB exige uma precisão extraordinária. As placas finais não terão o desempenho projetado se forem indevidamente influenciadas por variabilidade ou defeitos de produção. Apenas os componentes de alta qualidade e cuidadosamente validados podem garantir uma funcionalidade fiável para os testes de prova de conceito em vez de distorcer os resultados. A maioria das placas de circuito impresso é considerada um risco para a integridade do sinal associado a projectos digitais de alta velocidade. Alguns factores devem ser considerados durante o processo de  Processo de montagem de PCB.

A viagem sem fim do PCB de alta velocidade

A conceção e o fabrico de PCB de elevado desempenho e a iteração inflexível estão agora no centro da inovação eletrónica, à medida que a procura de dados se intensifica. À medida que a inteligência artificial, as telecomunicações 5G, a computação de alto desempenho e os grandes volumes de dados continuam a impulsionar o progresso exponencial, as placas de circuito impresso ctábuas ircuit devem manter o ritmo a cada passo do caminho. O domínio completo da integridade do sinal e dos princípios de controlo da impedância irá preparar os produtos para as velocidades alucinantes de amanhã. Com software de design testado em combate, parceiros de fabrico de confiança e um compromisso de melhoria consistente, permitir um desempenho de velocidade de ponta torna-se uma segunda natureza. Perseverar através de contratempos temporários desconcertantes, aderindo sempre aos fundamentos. Inspire-se em volumes de exemplos da comunidade e não se coíba de fazer experiências ousadas.

Perguntas mais frequentes (FAQs)

O que é que é a chave diferença entre regular PCBs e de alta velocidade PCBs?

A principal diferença é que as placas de circuito impresso de alta velocidade são concebidas para transferir dados a velocidades mais rápidas, normalmente velocidades multi-gigabit, em comparação com as PCB normais. Exigem considerações de conceção mais complexas em relação à integridade do sinal e ao controlo da impedância para evitar a perda ou corrupção de dados.

O que é que gentil de dados taxas fazer de alta velocidade PCBs apoio?

As PCB de alta velocidade funcionam normalmente entre 3 e 25 Gbps, mas as placas de ponta estão a atingir 40 Gbps e mais. Aplicações de alto rendimento como 5G, computação de alto desempenho, vídeo de alta definição e automação dependem dessas placas com capacidade multi-gigabit.

O que é que são alguns dicas para encaminhamento de alta velocidade sinais?

Use traços com impedância compatível, minimize vias, forneça planos de alimentação/terra robustos, isole de outras redes com espaçadores, combine comprimentos de pares diferenciais, simule para SI/PI e analise diagramas de olho para começar. Aproveite as ferramentas de design para automatizar a análise.

O que é que fabrico requisitos são mais rigoroso para de alta velocidade PCBs?

Tolerâncias mais apertadas nas dimensões e espaços dos traços para manter a impedância, minimização da variação da gravação, espessura dieléctrica consistente, registo finamente controlado entre camadas, processos de revestimento de cobre sem aprisionamento e verificações rigorosas de garantia de qualidade dos defeitos.

Como pode I calcular a objetivo impedância para a PCB empilhamento?

Utilize um planeador de empilhamento integrado e um solucionador de campo para determinar a impedância da linha de transmissão com base em propriedades como a espessura do dielétrico, o peso do cobre e os materiais laminados escolhidos. O solucionador também considera a rugosidade do condutor e a tangente de perda.

Precisa de ajuda com o seu próximo projeto de PCB de alta velocidade?

FS Técnica A PCB tem designers, engenheiros e fabricantes especializados que podem resolver todos os seus problemas com placas de circuito impresso de alta velocidade. Isto ajudá-lo-á a evitar atrasos e problemas desnecessários na conceção, fabrico e montagem de placas de circuitos impressos de alta velocidade.

Utilizamos software avançado de conceção de placas de circuito impresso, a tecnologia mais recente e uma rede segura para fornecer tudo o que necessita sobre placas de circuito impresso. Se tiver alguma dúvida, sugestão ou quiser saber mais sobre nós,  contacto nós ou pedido a citação hoje à sua porta.

Conclusão

Em conclusão, as placas de circuitos impressos de alta velocidade desempenham um papel importante no desenvolvimento do panorama dos dispositivos electrónicos, dos sistemas de comunicação e dos circuitos. A conceção de dispositivos electrónicos mais eficientes e mais rápidos impulsionou o desenvolvimento e a adoção de placas de circuitos impressos de alta velocidade. São concebidas para operar sinais com distorção e atrasos de propagação reduzidos. Estas placas de circuito impresso de alta velocidade têm um design complexo, um elevado desempenho, um melhor funcionamento dos sinais, técnicas de fabrico precisas e resultados eficazes para satisfazer os requisitos das aplicações de alta frequência. Em suma, as placas de circuito impresso de alta velocidade representam um grande avanço na eletrónica, contribuindo para um desenvolvimento mais rápido e para dispositivos avançados mais eficientes e fiáveis que moldam o nosso mundo interligado.

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