Печатные платы FR-4 - 24-слойная объединительная плата связи

Пять причин выбрать iPCB для объединительной платы связи

1. Выберите Роджерса.Таконический.Арлон. Нелко.Isola, Panasonic и другие лучшие высокочастотные материалы для печатных плат, высокоскоростные материалы для печатных плат

2. Плазменная машина для дегуммирования плазмы специально разработана для печатных плат связи и может производить процессы обработки поверхности, которые редко встречаются на обычных заводах по производству печатных плат: посеребрение, лужение, посеребрение и лужение оловом.

3. Зрелая высокочастотная технология смешанного напряжения на печатных платах: FR4 + PTFE, FR4 + 408hr, FR4 + Rogers, керамика + fr43mil/ 3mil, допуск по импедансу можно регулировать в пределах ±5%

4. Команда исследователей и разработчиков, состоящая из более чем 30 человек, обладает богатым опытом в области высокочастотных печатных плат и высокоскоростных печатных материалов для обеспечения стабильных характеристик продукта.

5. Прошел сертификацию системы ISO, строго контролировался в соответствии с международными стандартами системы качества, строго внедрил цикл контроля качества PDCA и постоянно улучшал характеристики продукта

Конструкция печатной платы Если вам нужно соединить несколько плат в более крупную систему и обеспечить взаимосвязь между ними, вы можете использовать объединительную плату для размещения этих плат каскадно. Объединительная плата - это усовершенствованная плата, в которой использованы определенные элементы высокоскоростного проектирования, механического проектирования, высоковольтного/сильноточного проектирования и даже радиочастотного проектирования. Эти платы обычно используются в критически важных системах защиты, телекоммуникационных системах и центрах обработки данных. Они принимают свой собственный набор стандартов, которые превышают требования к надежности IPC.

Хотя объединительная плата соответствует определенным стандартам, которых нет у многих других печатных плат, многие разработчики печатных плат знакомы с концепциями компоновки и подключения. Поначалу большое количество разъемов и сетей, а также узкое пространство на обычной объединительной плате казались сложными задачами. Тем не менее, некоторые простые стратегии все же могут помочь вам сохранить вашу организационную структуру и завершить проектирование объединительной платы, обеспечивая при этом высокую надежность. Я надеюсь, что вы ознакомитесь с некоторыми стратегиями для достижения следующего дизайна объединительной платы с точки зрения подключения и компоновки, чтобы сбалансировать надежность и целостность сигнала. Больше никакого контента, давайте перейдем к этой богатой области дизайна печатных плат.

О дизайне объединительной платы

Чтобы приступить к проектированию объединительной платы, ее компоновке и подключению, необходимо рассмотреть различные аспекты. Эти проекты могут быть сложными, поскольку вам может потребоваться управлять тысячами подключений на большой плате с ограниченным пространством и слоями. Кроме того, объединительная плата может фактически участвовать в подаче питания на дочернюю плату, и каждая дочерняя плата может пропускать несколько ампер тока через различные высокоскоростные устройства. Это означает, что ваша объединительная плата, возможно, должна поддерживать ток около 100 А.

Поскольку основная функция объединительной платы заключается в обеспечении соединений между несколькими платами в большой системе, все зависит от разъемов, которые вы будете использовать, и эти разъемы являются отправной точкой для вашего дизайна. Ниже приведены некоторые основные задачи, связанные с проектированием объединительной платы：

Распиновка объединительной платы: Первым шагом является определение распиновки на разъеме для поддержки требуемой топологии маршрутизации.

Механические требования к объединительной плате: В дополнение к правильному размещению разъема дочерней платы, направляющий штифт также используется для обеспечения правильной посадки и целостности конструкции. На рисунке внизу списка показан типичный направляющий штифт, используемый в разъеме объединительной платы.

Выбор данных объединительной платы: Для высокоскоростной объединительной платы это ключевой момент в процессе проектирования. Поскольку объединительная плата может быть очень большой, любой сигнал, который необходимо передать по всей плоскости, может привести к значительным потерям. Для минимизации вносимых потерь при длинном соединении требуется ламинат с низкими потерями и плотной стеклянной оплеткой.

Источник питания и заземление объединительной платы: Для системных плат, которым необходимо обеспечить высокую мощность для большого количества дочерних плат, вам потребуется система питания и заземления, которая помогает поддерживать низкую температуру. Расположение плоскости заземления/питания на разных уровнях плоскости также должно обеспечивать изоляцию высокоскоростных сигналов, изолированных на печатной плате.

Количество слоев объединительной платы: Количество слоев, необходимых для объединительной платы, будет зависеть от количества плоских слоев и количества требуемых сигнальных слоев. Объединительная плата может содержать до 24 слоев толщиной в несколько миллиметров, что позволяет удовлетворить все требования к дизайну.

Вышеприведенные моменты совпадают с теми, которые необходимо учитывать при любом другом высокоскоростном проектировании. Однако, как только вы начнете работать с объединительной платой, ситуация изменится, поскольку распиновка разъема ограничивает количество проводов. Это важная часть конструкции объединительной платы, и ее следует тщательно спланировать.

Все они включают в себя разъемы, распределение контактов и проводку

На начальном этапе проектирования основное внимание будет уделено разъемам на объединительной плате. Выбор разъемов (включая разъемы для объединительной платы) - это одновременно и искусство, и наука, и эти разъемы станут основным фактором, определяющим целостность сигнала. Для того чтобы гарантировать, что сигнал не будет чрезмерно ослаблен на интерфейсе отслеживания разъема, моделирование очень важно.

Вывод в разъеме также важен, поскольку он помогает упростить подключение каждого слоя. 

В частности, ваша распиновка должна достигать двух целей：

Он должен быть сконструирован таким образом, чтобы сигналы на данном уровне не пересекались друг с другом при маршрутизации ко всем разъемам на шине объединительной платы. Если все сделано правильно, возможно, вам удастся устранить некоторые уровни сигнала.

В идеале, когда контакты на каждом разъеме будут соединены, проводка должна плавно проходить по всей объединительной плате (на большей части уровня).

Лучше всего это делать в построчном конвейере, аналогичном дифференциальной парной маршрутизации, показанной ниже. Обратите внимание, что контакты на каждом разъеме расположены в шахматном порядке в каждом столбце, что позволяет трассам в дифференциальной паре проходить между рядами контактов разъема. Если все контакты находятся в одном столбце, то мне нужно 2 слоя вместо 1 для подключения, как показано ниже.

Учитывая все эти требования к дизайну, мне было трудно достичь всех этих балансов в моей первой объединительной плате, и мы даже не разработали первоначальную компоновку компонентов. У вас не будет большой свободы в компоновке компонентов, но до тех пор, пока контакты расположены по всему разъему и остаются согласованными, вы можете поддерживать порядок при передаче сигналов через объединительную плату. Вот некоторые другие советы, которые помогут вам добиться успеха:：

Передача высокоскоростного сигнала сведена к минимуму. Каждое сквозное отверстие увеличивает вносимые потери в соединении, и эти потери должны быть максимально сведены к минимуму.

Высокоскоростное обратное бурение осуществляется через переход. Обратное бурение приведет к увеличению затрат, но сведет к минимуму разрывы ответвлений на длинных линиях электропередачи.

Не бойтесь упасть на землю. Использование обратного потока заземления помогает изолировать различные группы высокоскоростных трассировок, обеспечить согласованную кривую импеданса и обеспечить достаточное количество проводников для высоких обратных токов.

Сделайте все неиспользуемые сигнальные слои плоскими. Если вы хотите подавать питание через объединительную плату, не беспокойтесь о добавлении дополнительных плат питания в комплект поставки. Распределение тока между несколькими уровнями питания помогает сохранять PDN холодным.

Для успешного проектирования объединительной платы требуется несколько специализаций. Однако, если у вас есть подходящая команда дизайнеров и полный набор инструментов для проектирования, вы сможете завершить проектирование объединительной платы и подготовиться к ее производству.