pcb به عنوان حامل قطعات الکترونیکی و پل اتصالات الکتریکی، با توجه به نیازهای کاربردی مختلف به انواع مختلفی تبدیل شده است که از جمله آنها میتوان بهPCB سرعت-بالا تفاوت های قابل توجهی با PCB معمولی دارددر بسیاری از جنبه ها درک عمیق این تفاوت ها برای مهندسان الکترونیک بسیار مهم است تا انتخاب های آگاهانه ای در مورد انواع PCB داشته باشند، طرح های مدار را بهینه کنند و از عملکرد محصولات الکترونیکی اطمینان حاصل کنند.
ویژگی های انتقال سیگنال
انتقال سیگنال PCB عمومی
معمولاً بردهای مدار چاپی عمدتاً در سناریوهایی استفاده میشوند که سرعت انتقال سیگنال نسبتاً پایین است، مانند مدارهای کنترل روشنایی معمولی، مدارهای اسباببازی ساده و غیره. در این مدارها فرکانس سیگنال پایین، سرعت انتقال سیگنال پایین است و تأخیر و اعوجاج سیگنال در حین انتقال تأثیر نسبتاً کمی بر عملکرد کلی مدار دارد.
انتقال سیگنال PCB با سرعت بالا
بردهای مدار چاپی پرسرعت بر پردازش سیگنالهای{0} با فرکانس و سرعت بالا تمرکز دارند که معمولاً در زمینههایی مانند تجهیزات ارتباطی 5G، رایانههای-با عملکرد بالا، و سیستمهای ذخیره{4} سرعت بالا{4}}دادهها استفاده میشوند. در این برنامه ها فرکانس سیگنال می تواند به چندین گیگاهرتز یا حتی بیشتر برسد و سرعت انتقال سیگنال بسیار سریع است.
انتخاب هیئت مدیره
برد pcb عمومی
به طور کلی، بردهای مدار چاپی نیازمندی های نسبتاً کمی برای مواد برد دارند و معمولاً از تخته های-همه منظوره- کم هزینه مانند معمولی استفاده می کنند.fr4(لمینت های مسی-تقویت شده با رزین اپوکسی با الیاف شیشه مقاوم در برابر شعله). این نوع برد دارای خواص مکانیکی خوب و خواص عایق الکتریکی خاصی است که می تواند نیازهای اساسی مدارهای عمومی را برطرف کند. ثابت دی الکتریک و تلفات دی الکتریک آن نسبتاً زیاد است، اما در سناریوهای انتقال سیگنال با فرکانس پایین و سرعت پایین، این ویژگی ها تأثیر قابل توجهی بر عملکرد مدار ندارند.
برد pcb پر سرعت
برای برآورده ساختن الزامات ارسال سیگنال با فرکانس بالا و-سرعت بالا، بردهای مدار چاپی با سرعت{2}سرعت بالا باید از بردهایی با ویژگی های خاص استفاده کنند. این تخته ها معمولاً دارای ویژگی های ثابت دی الکتریک کم و تلفات دی الکتریک کم هستند. ثابت دی الکتریک پایین می تواند تاخیر سیگنال ها را در حین انتقال کاهش دهد، در حالی که تلفات دی الکتریک کم می تواند اتلاف انرژی سیگنال ها را در حین انتقال کاهش دهد و در نتیجه یکپارچگی و پایداری سیگنال ها را تضمین کند. بردهای PCB با سرعت بالا-شامل مواد مبتنی بر PTFE، بردهای راجرز، و غیره هستند. آنها به طور گسترده در تولید{10}Pcb با سرعت بالا در زمینههایی مانند ارتباطات 5G و ارتباطات ماهوارهای استفاده میشوند. با این حال، هزینه این بردهای{13}}با کارایی بالا نسبتاً بالا است، که این یکی از دلایلی است که هزینه ساخت بردهای مدار چاپی با سرعت بالا{14}}از بردهای مدار چاپی معمولی بالاتر است.
طرح بندی طراحی
طرح کلی طراحی PCB
طرح طراحی بردهای مدار چاپی عمومی نسبتاً ساده است، با تمرکز بر برآوردن نیازهای نصب و اتصال الکتریکی قطعات الکترونیکی. هنگام چیدمان، ملاحظات اصلی موقعیت مکانی اجزا، سهولت نصب و نگهداری و سایر عوامل است. الزامات بهینه سازی برای مسیرهای انتقال سیگنال زیاد نیست، و طرح خط نسبتاً شل است و عرض و فاصله خطوط بزرگتر را امکان پذیر می کند.
طرح طراحی PCB با سرعت بالا
طرح طراحی بردهای مدار چاپی پرسرعت- نیازمند در نظر گرفتن همه جانبه چندین فاکتور پیچیده برای اطمینان از انتقال سیگنال با کیفیت بالا است. اولاً، از نظر طرح کامپوننت، لازم است مسیر انتقال سیگنالهای پرسرعت تا حد امکان کوتاه شود و تأخیر انتقال سیگنال کاهش یابد. برای مثال، در مجاورت تراشههای واسط انتقال داده با سرعت بالا، خازنهای فیلتر، مقاومت ترمینال و سایر اجزای مرتبط باید تا حد امکان برای بهینهسازی کیفیت سیگنال قرار گیرند. ثانیاً، برای خطوط سیگنال با سرعت بالا، لازم است به شدت عرض خط، فاصله خطوط و طول خط را برای دستیابی به تطابق امپدانس دقیق کنترل کنید. فرکانسهای سیگنال و نرخهای انتقال مختلف نیازمندیهای متفاوتی برای تطبیق امپدانس دارند و تعیین پارامترهای خط مناسب از طریق محاسبات و شبیهسازیهای حرفهای ضروری است. علاوه بر این، بردهای مدار چاپی با سرعت بالا همچنین باید لایههای برق و زمین را بهطور منطقی برنامهریزی کنند تا پایداری منبع تغذیه و توانایی ضد تداخل سیگنال را افزایش دهند. به عنوان مثال، با استفاده از یک صفحه زمین بزرگ برای کاهش مقاومت زمین و به حداقل رساندن تداخل در مسیر برگشت سیگنال. اتخاذ چندین لایه قدرت برای ارائه منبع تغذیه پایدار برای ماژول های مدار مختلف.
فرآیند تولید
فرآیند تولید PCB عمومی
فرآیند تولید بردهای مدار چاپی عمومی نسبتاً متعارف است، که عمدتاً شامل مراحل اولیه مانند ساخت مدار، حفاری، آبکاری، ماسک لحیم کاری و چاپ روی صفحه است. در این فرآیندها، الزامات برای دقت و کنترل فرآیند نسبتاً کم است. به عنوان مثال، در فناوری حفاری، دقت دیافراگم مورد نیاز ممکن است حدود ± 0.1 میلی متر باشد. هنگام ساخت مدار، دقت عرض/فاصله خط میتواند به حدود 5 میلیمیل/5 میلیمتر (1 میل=0.0254 میلیمتر) برسد تا شرایط را برآورده کند. این نیاز فرآیند نسبتاً آرام منجر به هزینههای تولید کمتر و چرخههای تولید کوتاهتر برای بردهای مدار چاپی عمومی میشود.
فرآیند تولید PCB با سرعت بالا
فرآیند تولید بردهای مدار چاپی پرسرعت-به دقت بسیار بالا و کنترل فرآیند دقیق نیاز دارد. از نظر حفاری، تجهیزات حفاری با دقت بالا مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که دقت دیافراگم به ± 0.05 میلیمتر یا حتی بیشتر میرسد، تا الزامات سوراخکردن سیگنال با سرعت بالا و کاهش تأثیر سوراخ بر انتقال سیگنال برآورده شود. در فرآیند ساخت مدار، برای دستیابی به کنترل دقیق امپدانس و انتقال سیگنال، نیاز به دقت برای عرض/فاصله خط معمولاً 3 میلی/3 میلی متر یا حتی کمتر است. بعلاوه، بردهای مدار چاپی با سرعت بالا به دقت هم ترازی بسیار بالایی بین لایه ها در فرآیند لمینیت نیاز دارند تا از دقت مسیرهای انتقال سیگنال اطمینان حاصل شود. در عین حال، برای پاسخگویی به تقاضا برای انتقال سیگنال با سرعت بالا، ممکن است به فرآیندهای تصفیه سطح ویژه مانند نیکل الکترولس و آبکاری طلا برای بهبود قابلیت لحیم کاری و عملکرد انتقال سیگنال مدار نیاز باشد. البته، این فرآیندهای{13}تولید با دقت بالا نه تنها هزینه ساخت بردهای مدار چاپی با سرعت بالا را{14}}افزایش میدهد، بلکه چالشی جدی برای قدرت فنی و سطح تجهیزات تولیدکنندگان ایجاد میکند.
بردهای مدار چاپی پرسرعت-FR-4 pcb