Les circuits imprimés, en tant que support de composants électroniques et pont de connexions électriques, ont évolué en différents types en fonction de différentes exigences d'application, parmi lesquellesles circuits imprimés à grande vitesse- présentent des différences significatives par rapport aux circuits imprimés générauxsous de nombreux aspects. Une compréhension approfondie de ces différences est cruciale pour que les ingénieurs électroniciens puissent faire des choix éclairés concernant les types de circuits imprimés, optimiser la conception des circuits et garantir les performances des produits électroniques.
Caractéristiques de transmission du signal
Transmission générale du signal PCB
Généralement, les cartes de circuits imprimés sont principalement utilisées dans des scénarios où la vitesse de transmission du signal est relativement faible, tels que les circuits de commande d'éclairage ordinaires, les circuits de jouets simples, etc. Dans ces circuits, la fréquence du signal est faible, la vitesse de transmission du signal est lente et le retard et la distorsion du signal pendant la transmission ont un impact relativement faible sur les performances globales du circuit.
Transmission de signal PCB à grande vitesse
Les cartes de circuits imprimés haute vitesse se concentrent sur le traitement des signaux à haute-fréquence et-vitesse, couramment utilisés dans des domaines tels que les équipements de communication 5G, les ordinateurs hautes-performances et les systèmes de stockage de données-haute vitesse. Dans ces applications, la fréquence du signal peut atteindre plusieurs GHz, voire plus, et la vitesse de transmission du signal est extrêmement rapide.
Sélection du conseil d'administration
Carte PCB générale
Généralement, les cartes de circuits imprimés ont des exigences relativement faibles en matière de matériaux de carte et utilisent généralement des cartes à usage général-à faible coût- telles que des cartes ordinaires.fr4(stratifiés recouverts de cuivre en résine époxy renforcée de fibre de verre ignifuge-). Ce type de carte possède de bonnes propriétés mécaniques et certaines propriétés d'isolation électrique, qui peuvent répondre aux besoins de base des circuits généraux. Sa constante diélectrique et sa perte diélectrique sont relativement élevées, mais dans les scénarios de transmission de signaux à basse-fréquence et à faible-vitesse, ces caractéristiques n'ont pas d'impact significatif sur les performances du circuit.
Carte PCB haute vitesse
Afin de répondre aux exigences de transmission de signaux à haute-fréquence et-vitesse, les cartes de circuits imprimés à haute-vitesse doivent utiliser des cartes dotées de propriétés spéciales. Ces cartes présentent généralement les caractéristiques d’une faible constante diélectrique et d’une faible perte diélectrique. Une faible constante diélectrique peut réduire le retard des signaux pendant la transmission, tandis qu'une faible perte diélectrique peut réduire la perte d'énergie des signaux pendant la transmission, garantissant ainsi l'intégrité et la stabilité des signaux. Les cartes de circuits imprimés à grande vitesse - courantes comprennent des matériaux à base de PTFE, des cartes Rogers, etc. Les matériaux à base de PTFE ont une constante diélectrique et une perte diélectrique extrêmement faibles et fonctionnent bien dans la transmission de signaux à haute fréquence -. Ils sont largement utilisés dans la fabrication de circuits imprimés à grande vitesse dans des domaines tels que la communication 5G et la communication par satellite. Cependant, le coût de ces cartes à hautes-performances est relativement élevé, ce qui est également l'une des raisons pour lesquelles le coût de fabrication des cartes de circuits imprimés à haute-vitesse est plus élevé que celui des cartes de circuits imprimés générales.
disposition de conception
Disposition générale de la conception des circuits imprimés
La conception des cartes de circuits imprimés générales est relativement simple, l'accent étant mis sur le respect des exigences d'installation et de connexion électrique des composants électroniques. Lors de l'aménagement, les principales considérations sont l'emplacement spatial des composants, la facilité d'installation et de maintenance, ainsi que d'autres facteurs. Les exigences d'optimisation des chemins de transmission du signal ne sont pas élevées et la disposition des lignes est relativement lâche, permettant des largeurs et un espacement de ligne plus grands.
Disposition de conception de circuits imprimés à grande vitesse
La conception des cartes de circuits imprimés-haute vitesse nécessite une prise en compte approfondie de plusieurs facteurs complexes pour garantir une transmission de signal de haute-qualité. Premièrement, en termes de disposition des composants, il est nécessaire de raccourcir autant que possible le chemin de transmission des signaux à grande vitesse - et de réduire le délai de transmission du signal. Par exemple, à proximité des puces d'interface de transmission de données à grande vitesse, des condensateurs de filtrage, des résistances de borne et d'autres composants associés doivent être placés autant que possible pour optimiser la qualité du signal. Deuxièmement, pour les lignes de signaux à grande vitesse-, il est nécessaire de contrôler strictement la largeur des lignes, l'espacement des lignes et la longueur des lignes pour obtenir une adaptation d'impédance précise. Différentes fréquences de signal et taux de transmission ont des exigences différentes en matière d'adaptation d'impédance, et il est nécessaire de déterminer les paramètres de ligne appropriés grâce à des calculs et des simulations professionnels. De plus, les cartes de circuits imprimés à grande vitesse doivent également planifier raisonnablement les couches d'alimentation et de terre pour augmenter la stabilité de l'alimentation électrique et la capacité anti-interférence du signal. Par exemple, en utilisant un grand plan de mise à la terre pour réduire la résistance de mise à la terre et minimiser les interférences sur le chemin de retour du signal ; Adopter plusieurs couches d'alimentation pour fournir une alimentation stable pour différents modules de circuit.
processus de fabrication
Processus général de fabrication des circuits imprimés
Le processus de fabrication des cartes de circuits imprimés générales est relativement conventionnel et comprend principalement des étapes de base telles que la fabrication des circuits, le perçage, la galvanoplastie, le masque de soudure et la sérigraphie. Dans ces processus, les exigences en matière de précision et de contrôle du processus sont relativement faibles. Par exemple, dans la technologie de forage, la précision d'ouverture requise peut être d'environ ± 0,1 mm ; Lors de la réalisation du circuit, la précision de la largeur/espacement des lignes peut atteindre environ 5 mil/5 mil (1 mil=0.0254 mm) pour répondre aux exigences. Cette exigence relativement souple en matière de processus se traduit par des coûts de fabrication inférieurs et des cycles de production plus courts pour les cartes de circuits imprimés générales.
Processus de fabrication de circuits imprimés à grande vitesse
Le processus de fabrication de cartes de circuits imprimés à grande vitesse-exige une précision extrêmement élevée et un contrôle strict du processus. En termes de perçage, un équipement de forage de haute-précision est nécessaire pour garantir que la précision de l'ouverture atteint ± 0,05 mm ou même plus, afin de répondre aux exigences de perforation du signal à grande vitesse-et de réduire l'impact de la perforation sur la transmission du signal. Dans le processus de fabrication du circuit, l'exigence de précision en matière de largeur/espacement des lignes est généralement de 3 mil/3 mil ou même inférieure pour obtenir un contrôle précis de l'impédance et une transmission du signal. De plus, les cartes de circuits imprimés à grande vitesse-exigent une précision d'alignement extrêmement élevée entre les couches dans le processus de stratification pour garantir la précision des chemins de transmission du signal. Dans le même temps, afin de répondre à la demande de transmission de signaux à grande vitesse, des processus de traitement de surface spéciaux tels que le nickelage autocatalytique et le placage à l'or peuvent être nécessaires pour améliorer la soudabilité et les performances de transmission du signal du circuit. Bien entendu, ces processus de fabrication de haute-précision augmentent non seulement le coût de fabrication des cartes de circuits imprimés à grande vitesse-, mais posent également un sérieux défi à la force technique et au niveau d'équipement des fabricants.
cartes de circuits imprimés-hautes vitesses FR-4 pcb