Panasonic M6 ความเร็วสูง PCB

PCB ความเร็วสูงคืออะไร?

PCB ความเร็วสูงใช้แผงวงจรดังกล่าว, ซึ่งเรียกว่าวงจรความเร็วสูงหากความถี่ของวงจรลอจิกดิจิตอลถึงหรือสูงกว่า 45 MHz ~ 50 MHz, และวงจรที่ทำงานบนความถี่นี้คิดเป็นหนึ่งในสามของระบบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด.

วิธีเลือกวัสดุ PCB สำหรับการออกแบบความเร็วสูง？

ความต้องการวัสดุ PCB ความเร็วสูงมีดังนี้:

การสูญเสียต่ำ, คาเฟ่ / ความต้านทานความร้อนและความทนทานเชิงกล (การยึดเกาะ) (ความน่าเชื่อถือที่ดี)

DK ที่มั่นคง / พารามิเตอร์ DF (ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงขนาดเล็กที่มีความถี่และสภาพแวดล้อม)

ความอดทนของวัสดุและปริมาณกาวเล็กน้อย (การควบคุมความต้านทานที่ดี)

ความขรุขระพื้นผิวฟอยล์ทองแดงต่ำ (ลดการสูญเสีย)

ลองเลือกผ้าใยแก้วที่มีหน้าต่างแบน (ลดความเบ้และการสูญเสีย)

ความสมบูรณ์ของสัญญาณความเร็วสูงส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความสอดคล้องของความต้านทาน, การสูญเสียสายส่งและเวลาหน่วงเวลา. สามารถพิจารณาได้ว่าความสมบูรณ์ของสัญญาณสามารถรับประกันได้หากรูปคลื่นและแผนภาพตาที่เหมาะสมสามารถรับได้ในตอนท้ายของการรับ. ดังนั้น, ดัชนีพารามิเตอร์หลักของการเลือกวัสดุ PCB ของวงจรดิจิตอลความเร็วสูงคือ DK, DF, การสูญเสีย, ฯลฯ.

ไม่ว่าจะเป็นวงจรอะนาล็อกหรือวงจรดิจิตอล, DK ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของวัสดุ PCB ความเร็วสูงเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการเลือกวัสดุ, เนื่องจากค่า DK มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับค่าความต้านทานวงจรจริงที่ใช้กับวัสดุ. เมื่อค่า DK ของวัสดุ PCB ความเร็วสูงเปลี่ยนไป, ไม่ว่าจะเปลี่ยนแปลงไปตามความถี่หรืออุณหภูมิ, ความต้านทานของสายส่งของวงจรจะเปลี่ยนไปโดยไม่คาดคิด, ซึ่งจะมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพการส่งสัญญาณของวงจรดิจิตอลความเร็วสูง. หากวัสดุ DK ของ PCB แสดงค่าที่แตกต่างกันสำหรับส่วนประกอบฮาร์มอนิกของความถี่ที่แตกต่างกัน, อิมพีแดนซ์จะมีค่าความต้านทานที่แตกต่างกันที่ความถี่ที่แตกต่างกัน. การเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดของค่า DK และอิมพีแดนซ์จะนำไปสู่การสูญเสียและการชดเชยความถี่ในระดับหนึ่งของส่วนประกอบฮาร์มอนิก, บิดเบือนส่วนประกอบฮาร์มอนิกแบบอะนาล็อกของสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง, จากนั้นลดความสมบูรณ์ของสัญญาณ.

การกระจายอย่างใกล้ชิดกับค่า DK ยังเป็นลักษณะของวัสดุ PCB ความเร็วสูง. การเปลี่ยนแปลงค่า DK ที่เล็กลงด้วยความถี่, การกระจายตัวเล็กลง, และยิ่งแอปพลิเคชันของวงจรดิจิตอลความเร็วสูงดีขึ้น. โพลาไรเซชันของวัสดุอิเล็กทริก, การสูญเสียวัสดุ PCB ความเร็วสูงและความขรุขระพื้นผิวของตัวนำทองแดงความถี่สูงจะทำให้เกิดการกระจายตัวของวงจร. ดังนั้น, ค่า DK ของวัสดุความเร็วสูงจะต้องมีเสถียรภาพ. ภายใต้แถบความถี่และอุณหภูมิที่แตกต่างกัน, ความผันผวนของการเปลี่ยนแปลงที่เล็กลง, ดีกว่า.

การสูญเสียสายส่ง PCB ความเร็วสูงมักจะรวมถึงการสูญเสียอิเล็กทริก, การสูญเสียตัวนำและการสูญเสียรังสี

การสูญเสียอิเล็กทริกสามารถเรียกได้ว่าการสูญเสียฉนวนกันความร้อน. การสูญเสียฉนวนของสัญญาณ PCB ความเร็วสูงเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความถี่, โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความถี่ของส่วนประกอบฮาร์มอนิกลำดับสูงของสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง, มันจะสร้างการลดทอนแอมพลิจูดอย่างจริงจัง, ส่งผลให้เกิดการบิดเบือนของสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง. การสูญเสียอิเล็กทริกนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่สัญญาณ, รากสแควร์ของค่าคงที่ไดอิเล็กตริก DK ของชั้นฉนวนและปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริก DF ของชั้นฉนวน.

การสูญเสียตัวนำนั้นเกี่ยวข้องกับประเภทของตัวนำ (ประเภทต่าง ๆ มีความต้านทานแตกต่างกัน), เลเยอร์ฉนวนและขนาดของตัวนำทางกายภาพ, และเป็นสัดส่วนโดยตรงกับสแควร์รูทของความถี่; ในการผลิต PCB ความเร็วสูง, อิทธิพลหลักของการใช้สารตั้งต้นที่แตกต่างกันต่อการสูญเสียตัวนำนั้นเกิดจากผลกระทบของผิวหนังและความขรุขระพื้นผิว. เมื่อใช้ฟอยล์ทองแดงที่แตกต่างกัน, ความขรุขระพื้นผิวของสายสัญญาณแตกต่างกัน. ได้รับผลกระทบจากเอฟเฟกต์ผิวหนัง / ความลึก, ความยาวของฟันทองแดงของฟอยล์ทองแดงจะส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการส่งสัญญาณของสัญญาณความเร็วสูง. ความยาวของฟันทองแดงสั้นลง, คุณภาพการส่งสัญญาณความเร็วสูงที่ดีขึ้น.

การสูญเสียรังสีของ PCB ความเร็วสูงเกี่ยวข้องกับลักษณะอิเล็กทริกและเป็นสัดส่วนโดยตรงกับค่าคงที่ไดอิเล็กทริก DK, ปัจจัยการสูญเสียอิเล็กทริก DF และรากที่สองของความถี่.

PANASONIC M6 ความเร็วสูง PCB คุณสมบัติทั่วไป

รายการ		วิธีทดสอบ	เงื่อนไข	หน่วย	megtron6 R-5775(n) ผ้าแก้ว DK ต่ำ	megtron6 R-5775 ผ้าแก้วธรรมดา
อุณหภูมิการเปลี่ยนแก้ว(ทีจี)		DSC	อัน	องศาเซลเซียส	185	185
อุณหภูมิการสลายตัวด้วยความร้อน(TD)		TGA	อัน	องศาเซลเซียส	410	410
CTE X-Axis	A1	IPC-TM-650 2.4.24	อัน	ppm/° C	14-16	14-16
Cte y-axis					14-16	14-16
CTE Z-Axis	A1	IPC-TM-650 2.4.24	อัน		45	45
	A2				260	260
T288(ด้วยทองแดง)		IPC-TM-650 2.4.24.1	อัน	นาที	>120	>120
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก(ดีเค)	12กิกะเฮิรตซ์	ประเภทที่สมดุล Resonator ดิสก์แบบวงกลม	C-24/23/50	-	3.4	3.6
ปัจจัยการกระจาย(ฟ)					0.004	0.004
การดูดซึมน้ำ		IPC-TM-650 2.6.2.1	D-24/23	%	0.14	0.14
โมดูลัสโค้งงอ	เติม	Jis C 6481	อัน	เกรดเฉลี่ย	18	19
ความแข็งแรงของเปลือก*	1ออนซ์(35μm)	IPC-TM-650 2.4.8	อัน	kn/m	0.8	0.8

วัสดุที่ใช้สำหรับ PCB ความเร็วสูงของคุณคืออะไร?

คำตอบปกติคือ FR4. บอร์ด PCB ที่เรากำลังพูดถึงมักจะอ้างถึงสารตั้งต้น. จริงๆแล้วมันประกอบด้วยฟอยล์ทองแดงและ prepreg, และมีการจำแนกประเภทของฟอยล์ทองแดงและ prepreg จำนวนมากตามแอปพลิเคชันที่แตกต่างกัน.

FR4 ใช้อีพ็อกซี่หรืออีพ็อกซี่เรซินดัดแปลงเป็นกาว, และผ้าใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรง. กล่าวคือ, ตราบใดที่ใช้วัสดุของระบบนี้, มันสามารถเรียกได้ว่า FR4, ดังนั้น FR4 จึงเป็นคำทั่วไปสำหรับระบบเรซินนี้. บอร์ดพิมพ์โดยใช้วัสดุ FR4 เป็นบอร์ดพิมพ์ที่ใหญ่ที่สุดและใช้งานมากที่สุดในโลก.

โดยทั่วไป, FR4 จะถูกจำแนกตามประเภทต่อไปนี้.

ตามการตั้งชื่อและการจำแนกประเภทของการทอผ้าไฟเบอร์กลาส, เช่น:

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

เหล่านี้เป็นผ้าแก้วที่ใช้กันทั่วไป, แน่นอนว่ามีคนอื่น ๆ. ผ้าแก้วแต่ละประเภทถูกกำหนดไว้ในข้อกำหนด IPC. ดังนั้น, ผ้าแก้วชนิดเดียวกันที่ใช้โดยผู้ผลิต PCB ที่แตกต่างกันนั้นไม่แตกต่างกันมากนัก, เพราะผ้าแก้วยังมีผู้ผลิต PCB จำนวนมาก, แต่ผ้าแก้วชนิดเดียวกันที่จัดทำโดยผู้ผลิต PCB ที่แตกต่างกันจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของข้อกำหนด IPC.

จำแนกตามประเภทแก้ว

แก้วอิเล็กทรอนิกส์ (แก้วอิเล็กทรอนิกส์): E หมายถึงไฟฟ้า, ซึ่งหมายถึงกระจกฉนวนไฟฟ้า. เป็นแก้วแคลเซียมอลูมิโนซิลิเกตที่มีปริมาณโลหะออกไซด์อัลคาไลเล็กน้อย (โดยทั่วไปน้อยกว่า 1%), ดังนั้นจึงเรียกว่าแก้วปลอดอัลคาไล. มีความต้านทานสูง. E-Glass ได้กลายเป็นส่วนประกอบที่ใช้กันมากที่สุดของเส้นใยแก้ว, และวัสดุ PCB จำนวนมากโดยทั่วไปใช้แก้วอิเล็กทรอนิกส์เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น.

แก้ว NE (แก้วน้ำ): เรียกอีกอย่างว่าแก้วต่ำ DK, มันเป็นแก้วไฟเบอร์อิเล็กทริกต่ำที่พัฒนาโดย บริษัท ญี่ปุ่น Nitto Textile Co., จำกัด, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกεของมัน (1เมกะเฮิรตซ์) เป็น 4.6 (E แก้วคือ 6.6), และปัจจัยการสูญเสียTanΔ (1เมกะเฮิรตซ์) เป็น 0.0007 (E แก้วคือ 0.0012), และวัสดุ NE-GLASS มักใช้เช่น M7NE, IT968SE และ IT988GSE.

ตามระบบเรซินที่ใช้โดยซัพพลายเออร์ PCB และการจำแนกประสิทธิภาพ:

วัสดุ PCB ความเร็วสูง ITEQ:

IT180A / IT170GRA1 / IT958G / IT968 / IT968CASE / UN988GE

วัสดุ PCB ความเร็วสูง TUC:

TU862HF/TU872LK/TU872SLK/TU872SLK-SP/TU883/TU933+

วัสดุ PCB ความเร็วสูงของพานาโซนิค:

megtron4/m4s/megtron6/m6g/m7e/m7ne

ซีรี่ส์ Park Meteorwave:

MW1000/2000/3000/4000/8000

วัสดุ PCB ความเร็วสูงของ Shengyi: S1000-2(ม.)/S7439/S6, ฯลฯ.

วัสดุ PCB ความเร็วสูงของ Rogers: RO4003/RO3003/RO4350B (วัสดุ RF), ฯลฯ.

การจำแนกตามระดับการสูญเสีย

มันสามารถแบ่งออกเป็นแผ่นสูญเสียปกติ (df≥0.02), แผ่นสูญเสียขนาดกลาง (0.01

การจำแนกตามประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟ

ประเภทที่ทนไฟ (ul94-vo, UL94-V1) และประเภทที่ไม่ได้มีเปลวไฟ (เกรด UL94-HB)

หลังจากอ่านบทนำข้างต้น, กลับไปที่คำถามก่อนหน้าในบทความของเรา, คุณใช้บอร์ด PCB ความเร็วสูงแบบไหน? แน่นอนฉันต้องการได้ยินชื่อของวัสดุที่สอดคล้องกับระบบเรซินและประสิทธิภาพที่ใช้โดยซัพพลายเออร์บอร์ด PCB ที่ใช้, เช่น IT180A/S1000-2/IT968/M4S, ฯลฯ. จากการสูญเสียและวัสดุที่แตกต่างจากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน, ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับแผ่นกลางและแผ่นความเร็วสูงที่มีการสูญเสียต่ำกว่า FR4 ทั่วไป, ในขณะที่ FR4 ธรรมดา, เช่น it180a, S1000-2/m, TU752/768, ฯลฯ, โดยทั่วไปมีความแตกต่างเล็กน้อยใน DF. นอกจากนี้ยังเป็นบอร์ด Hi-TG ที่เราใช้มากที่สุดในปัจจุบัน, MEGTRON6/M6G ของ Panasonic, ซึ่งใช้สำหรับ PCB ความเร็วสูง.

การออกแบบ PCB ความเร็วสูง, เค้าโครง PCB ความเร็วสูง

เพื่อออกแบบ PCB ความเร็วสูงคุณภาพสูง, เราควรพิจารณาความสมบูรณ์ของสัญญาณและความสมบูรณ์ของพลังงาน. อย่างไรก็ตาม, เรารู้ถึงความแตกต่างระหว่างสัญญาณความเร็วสูงและสัญญาณความถี่สูง, และเข้าใจความแตกต่างระหว่างสัญญาณความเร็วสูงและสัญญาณความถี่สูงในการออกแบบ PCB. แม้ว่าผลลัพธ์โดยตรงมาจากความสมบูรณ์ของสัญญาณ, เราต้องไม่เพิกเฉยต่อการออกแบบความสมบูรณ์ของพลังงาน. เนื่องจากความสมบูรณ์ของพลังงานส่งผลโดยตรงต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณของ PCB ความเร็วสูงขั้นสุดท้าย.

เมื่อออกแบบและสร้างสแต็ค PCB, ต้องให้ความสำคัญกับปัญหาวัสดุ. 5G PCB ต้องตรงตามข้อกำหนดทั้งหมดเมื่อดำเนินการและรับสัญญาณส่งสัญญาณ, ให้การเชื่อมต่อไฟฟ้าและให้การควบคุมสำหรับฟังก์ชั่นเฉพาะ. นอกจากนี้, ความท้าทายในการออกแบบ PCB จะต้องได้รับการแก้ไข, เช่นการรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณด้วยความเร็วสูง, การจัดการการกระจายความร้อน, และวิธีการป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (อีเอ็มไอ) ระหว่างข้อมูลและบอร์ด

ความถี่ที่สูงขึ้นจะต้องใช้วัสดุที่เหมาะสมใน PCB เพื่อจับและส่งสัญญาณทั้งที่ต่ำกว่าและสูงกว่าโดยไม่สูญเสียสัญญาณและ EMI. ปัญหาอีกประการหนึ่งคืออุปกรณ์จะเบาลง, พกพามากขึ้นและเล็กลง. เนื่องจากน้ำหนักที่เข้มงวด, ขนาดและข้อ จำกัด ด้านพื้นที่, วัสดุ PCB ต้องมีความยืดหยุ่นและมีน้ำหนักเบาเพื่อรองรับอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดบนแผงวงจร.

สำหรับการเดินสายทองแดง PCB, ต้องติดตามการเดินสายทินเนอร์และการควบคุมอิมพีแดนซ์ที่เข้มงวดขึ้น. กระบวนการแกะสลักแบบดั้งเดิมสำหรับ PCBs ความเร็วสูง 3G และ 4G สามารถเปลี่ยนเป็นกระบวนการกึ่งเพิ่มเติมที่แก้ไขได้. กระบวนการกึ่งเพิ่มที่ได้รับการปรับปรุงเหล่านี้จะให้ร่องรอยที่แม่นยำยิ่งขึ้นและผนังที่ตรง.

วัสดุและพื้นผิวยังได้รับการออกแบบใหม่. บริษัท กระดานวงจรพิมพ์กำลังศึกษาวัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำที่สุดเท่าที่ 3, เนื่องจากวัสดุมาตรฐานสำหรับ PCBs ความเร็วต่ำมักจะเป็น 3.5 ถึง 5.5. การถัก, ปัจจัยการสูญเสียที่ลดลง, วัสดุสูญเสียและทองแดงโปรไฟล์ต่ำจะเป็นตัวเลือกของ PCB ความเร็วสูงสำหรับสัญญาณดิจิตอล, เพื่อป้องกันการสูญเสียสัญญาณและปรับปรุงความสมบูรณ์ของสัญญาณ.

, ความจุ crosstalk และ parasitic เป็นปัญหาหลักของแผงวงจร. เพื่อจัดการกับ Crosstalk และ EMI ที่เกิดจากความถี่แบบอะนาล็อกและดิจิตอลบนกระดาน, ขอแนะนำอย่างยิ่งให้กำหนดเส้นทางแยกกัน. การใช้บอร์ดหลายชั้นจะให้ความสามารถรอบตัวที่ดีขึ้นเพื่อกำหนดวิธีการกำหนดเส้นทางความเร็วสูง, เพื่อรักษาเส้นทางของสัญญาณการส่งคืนแบบอะนาล็อกและดิจิตอลให้ห่างจากกัน, ในขณะที่แยกวงจร AC และ DC แยกกัน. การเพิ่มการป้องกันและการกรองเมื่อจัดเรียงส่วนประกอบควรลดปริมาณ EMI ธรรมชาติบน PCB.

เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีข้อบกพร่องและวงจรลัดวงจรหรือวงจรเปิดบนพื้นผิวทองแดง, ระบบตรวจสอบแสงอัตโนมัติขั้นสูง (AIO) ด้วยฟังก์ชั่นที่สูงขึ้นและการวัดแสง 2D จะถูกใช้เพื่อตรวจสอบเส้นทางของตัวนำและวัด. เทคโนโลยีเหล่านี้จะช่วยให้ผู้ผลิต PCB มองหาความเสี่ยงการเสื่อมสภาพของสัญญาณที่เป็นไปได้.

ความเร็วสัญญาณที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดความร้อนมากขึ้นโดยกระแสผ่าน PCB. วัสดุ PCB สำหรับวัสดุอิเล็กทริกและชั้นพื้นผิวหลักจะต้องจัดการกับความเร็วสูงที่ต้องการโดยเทคโนโลยี 5G อย่างเต็มที่. หากวัสดุไม่เพียงพอ, มันอาจนำไปสู่การเดินสายทองแดง, การลอก, การหดตัวและวาร์ป, เพราะปัญหาเหล่านี้จะนำไปสู่การเสื่อมสภาพของ PCB.

เพื่อรับมือกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นเหล่านี้, ผู้ผลิตจะต้องมุ่งเน้นไปที่การเลือกวัสดุเพื่อแก้ปัญหาค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์ความร้อน. วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงขึ้น, การถ่ายเทความร้อนที่ยอดเยี่ยมและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่สอดคล้องกันจะต้องใช้ในการผลิต PCB ที่ดี.

การออกแบบ PCB ความเร็วสูงเป็นกระบวนการออกแบบที่ซับซ้อนมาก. มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการออกแบบ PCB ความเร็วสูง, ซึ่งบางครั้งตรงข้ามกัน. หากมีการจัดอุปกรณ์ความเร็วสูงให้ใกล้กัน, แม้ว่าความล่าช้าสามารถลดลงได้, crosstalk และผลกระทบความร้อนอย่างมีนัยสำคัญอาจเกิดขึ้น. ดังนั้น, ในการออกแบบ, มีความจำเป็นที่จะต้องชั่งน้ำหนักปัจจัยต่าง ๆ และทำให้การประนีประนอมอย่างครอบคลุม; ไม่เพียงเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ, แต่ยังช่วยลดความซับซ้อนในการออกแบบ. การใช้ PCB การออกแบบความเร็วสูงหมายถึงการควบคุมกระบวนการออกแบบ. ควบคุมได้เท่านั้นที่สามารถเชื่อถือได้และการออกแบบ PCB ความเร็วสูงที่ประสบความสำเร็จ!

PCB ความเร็วสูง, หรือที่รู้จักกันในชื่อบอร์ด PCB ความเร็วสูงหรือบอร์ด PCB ความเร็วสูง, เป็นบอร์ด PCB ความเร็วสูงที่ผลิตด้วยวัสดุ PCB ความเร็วสูง, ด้วยความเร็วสูง, ความน่าเชื่อถือสูง, ความล่าช้าต่ำ, กำลังการผลิตขนาดใหญ่, แบนด์วิดท์สูงและคุณสมบัติอื่น ๆ.

PCB ความเร็วสูงใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสาร 5G เช่นสถานีฐาน 5G และคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่. แผงวงจร PCB ความเร็วสูงยังเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์หลักของ UGPCB. UGPCB สามารถให้การออกแบบ PCB ความเร็วสูงแก่ผู้ใช้, ตัวอย่าง PCB ความเร็วสูง, การผลิต PCB ความเร็วสูง, SMT ของ PCB ความเร็วสูง, และบริการประกอบ PCB. หากคุณต้องการการผลิต PCB ที่มีความถี่สูง, โปรดติดต่อ UGPCB.