Domov > Zdroje > Blogy > Materiály vhodné pro vysokorychlostní desky plošných spojů musí splňovat těchto 5 hlavních požadavků
Materiály vhodné pro vysokorychlostní desky plošných spojů musí splňovat těchto 5 hlavních požadavků
2024-06-11Zpravodaj: SprintPCB
Obecné požadavky na materiály pro vysokorychlostní desky plošných spojů jsou následující: 1. Nízké ztráty, odolnost proti CAF/tepelné odolnosti a mechanická houževnatost (dobrá spolehlivost). 2. Stabilní parametry Dk/Df (nízká kolísání s frekvencí a změnami prostředí). 3. Malá tolerance tloušťky materiálu a obsahu pryskyřice (dobrá kontrola impedance). 4. Nízká drsnost povrchu měděné fólie (snížení ztrát). 5. Co nejvíce používat plochou, tenkou okenní skleněnou tkaninu (snížení zkreslení a ztrát). Dále si podrobně vysvětlíme pět požadavků na materiály pro vysokorychlostní desky plošných spojů. Integrita vysokorychlostních signálů se týká především impedance, ztrát v přenosovém vedení a konzistence časového zpoždění. Příjem správného tvaru vlny a očního diagramu na přijímacím konci zajišťuje integritu signálu. Hlavními parametry pro výběr materiálů pro vysokorychlostní digitální desky plošných spojů jsou proto Dk, Df a ztráty. Ať už se jedná o analogové nebo digitální obvody, dielektrická konstanta Dk materiálů pro desky plošných spojů je klíčovým parametrem, protože úzce souvisí se skutečnými hodnotami impedance obvodu aplikovanými na materiál. Když se hodnota Dk materiálu desky plošných spojů (PCB) mění, ať už s frekvencí nebo teplotou, dochází k neočekávaným změnám impedance přenosového vedení, které nepříznivě ovlivňují výkon přenosu signálu u vysokorychlostních digitálních obvodů. Pokud hodnota Dk materiálu desky plošných spojů vykazuje různé hodnoty pro harmonické složky s různou frekvencí, bude se impedance měnit také při různých frekvencích. Neočekávané změny hodnoty Dk a impedance způsobí určité stupně ztrát a frekvenčního posunu v harmonických složkách, což vede ke zkreslení signálu a snížení integrity signálu. Disperze, úzce související s hodnotou Dk, je také charakteristikou materiálu. Čím menší je změna hodnoty Dk s frekvencí, tím menší je disperze a tím lepší je výkon pro aplikace s vysokorychlostními digitálními obvody. K disperzi obvodu přispívají různé faktory, jako je polarizace dielektrického materiálu, ztráty materiálu a drsnost povrchu vysokofrekvenčních měděných vodičů. Proto by hodnoty Dk u vysokorychlostních materiálů měly zůstat stabilní s minimálními výkyvy v různých frekvenčních pásmech a teplotách. Ztráty v přenosovém vedení obecně zahrnují dielektrické ztráty, ztráty ve vodičích a radiační ztráty. Dielektrické ztráty, známé také jako izolační ztráty, se zvyšují s frekvencí, zejména s frekvencí vyšších harmonických ve vysokorychlostních digitálních signálech, což způsobuje výrazné útlum amplitudy a má za následek zkreslení signálu. Dielektrické ztráty jsou úměrné frekvenci signálu, druhé odmocnině dielektrické konstanty Dk izolační vrstvy a činiteli dielektrických ztrát Df izolační vrstvy. Ztráty ve vodiči souvisejí s typem vodiče (různé typy mají různé odpory), fyzikálními rozměry izolační vrstvy a vodiče a jsou úměrné druhé odmocnině z frekvence.Výroba desek plošných spojů s použitím různých substrátů ovlivňuje hlavně ztráty ve vodičích v důsledku skin efektu a drsnosti povrchu. Drsnost signálových vodičů se liší v závislosti na různých měděných fóliích. V důsledku vlivu skin efektu/hloubky ovlivňuje délka měděných zubů přímo kvalitu přenosu vysokorychlostních signálů; čím kratší měděné zuby, tím lepší je kvalita vysokorychlostního přenosu signálu. Ztráta zářením souvisí s dielektrickými vlastnostmi a je úměrná dielektrické konstantě Dk, činiteli dielektrických ztrát Df a druhé odmocnině frekvence. Připomínka: Kvalitnější materiály také přicházejí s vyššími náklady. Inženýři by měli vyvážit splnění konstrukčních požadavků, vyrobitelnost a náklady, aby dosáhli nejlepšího poměru ceny a výkonu produktu.