With the increasing speed of PCB عند تبديل الإشارات ، يحتاج مصممو ثنائي الفينيل متعدد الكلور اليوم إلى فهم مقاومة آثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتحكم فيها. Corresponding to the shorter signal transmission times and higher clock rates of modern digital circuits, PCB traces are no longer simple connections, but transmission lines.

كيفية التحكم في مقاومة ثنائي الفينيل متعدد الكلور

من الناحية العملية ، من الضروري التحكم في مقاومة التتبع عندما تتجاوز السرعة الهامشية الرقمية 1ns أو يتجاوز التردد التناظري 300 ميجا هرتز. إحدى المعلمات الرئيسية لتتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي الممانعة المميزة لها (نسبة الجهد إلى التيار أثناء انتقال الموجة على طول خط نقل الإشارة). تعتبر الممانعة المميزة للسلك على لوحة الدوائر المطبوعة مؤشرًا مهمًا لتصميم لوحة الدوائر ، خاصة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لدائرة عالية التردد ، يجب مراعاة ما إذا كانت الممانعة المميزة للسلك متوافقة مع الممانعة المميزة التي يتطلبها الجهاز أو الإشارة. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

التحكم في المعاوقة

التحكم في مقاومة EImpedance ، سيكون للموصل في لوحة الدائرة جميع أنواع نقل الإشارات ، من أجل تحسين معدل النقل ويجب زيادة تردده ، إذا كان الخط نفسه بسبب النقش وسمك التراص وعرض السلك وعوامل مختلفة أخرى ، سوف يتسبب تغيير قيمة المعاوقة ، تشويه الإشارة. لذلك ، يجب التحكم في قيمة الممانعة للموصل على لوحة الدائرة عالية السرعة ضمن نطاق معين ، يُعرف باسم “التحكم في المعاوقة”.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. The main factors affecting the impedance of PCB wiring are: the width of copper wire, the thickness of copper wire, the dielectric constant of medium, the thickness of medium, the thickness of pad, the path of ground wire, the wiring around the wiring, etc. تتراوح مقاومة PCB من 25 إلى 120 أوم.

من الناحية العملية ، يتكون خط نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور عادةً من أثر ، وطبقة مرجعية واحدة أو أكثر ، ومواد عازلة. تشكل الآثار والطبقات معاوقة التحكم. غالبًا ما يكون الجهاز المركزي للإحصاء الفلسطيني متعدد الطبقات ، ويمكن بناء مقاومة التحكم بعدة طرق. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

عرض وسمك أثر الإشارة

The height of the core or prefill material on either side of the trace

تكوين التتبع واللوحة

Insulation constants of core and prefilled materials

تأتي خطوط نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور في شكلين رئيسيين: Microstrip و Stripline.

Microstrip:

خط microstrip هو موصل شريطي مع مستوى مرجعي على جانب واحد فقط ، مع تعرض الجزء العلوي والجوانب للهواء (أو المغلفة) ، فوق سطح لوحة الدائرة الكهربائية Er الثابتة العازلة ، مع مصدر الطاقة أو التأريض كمرجع. كما هو مبين أدناه:

Note: In actual PCB manufacturing, the board manufacturer usually coats the surface of the PCB with a layer of green oil, so in actual impedance calculation, the model shown below is usually used for surface microstrip line calculation:

خطي:

خط الشريط هو شريط من السلك يوضع بين مستويين مرجعيين ، كما هو موضح في الشكل أدناه. يمكن أن تكون ثوابت العزل الكهربائي التي يمثلها H1 و H2 مختلفة.

The above two examples are only a typical demonstration of microstrip lines and ribbon lines. There are many kinds of specific microstrip lines and ribbon lines, such as coated microstrip lines, which are related to the specific laminated structure of PCB.

The equations used to calculate the characteristic impedances require complex mathematical calculations, usually using field solving methods, including boundary element analysis, so using the specialized impedance calculation software SI9000, all we need to do is control the parameters of the characteristic impedances:

Dielectric constant Er, wiring width W1, W2 (trapezoid), wiring thickness T and insulation layer thickness H.

W1, W2:

The calculated value must be within the red box. وهلم جرا.

SI9000 is used to calculate whether the impedance control requirements are met:

First calculate the single-end impedance control of DDR data line:

TOP layer: 0.5oz copper thickness, 5MIL wire width, 3.8mil distance from the reference plane, dielectric constant 4.2. حدد النموذج ، واستبدله في المعلمات ، وحدد حساب بدون خسارة ، كما هو موضح في الشكل:

يعني CoaTIng المساعدة ، وإذا لم يكن هناك اتصال ، فقم بتعبئة 0 في السماكة و 1 في العزل الكهربائي (ثابت العزل) (الهواء).

الركيزة تعني طبقة الركيزة ، أي الطبقة العازلة ، بشكل عام باستخدام fr-4 ، السماكة المحسوبة بواسطة برنامج حساب المعاوقة ، ثابت العزل 4.2 (التردد أقل من 1 جيجا هرتز).

Click on Weight (oz) to set the thickness of the copper layer, which determines the thickness of the cable.

9. المفهوم الأولي / الأساسي لطبقة العزل:

PP (Prepreg) هو نوع من المواد العازلة ، ويتألف من الألياف الزجاجية وراتنج الايبوكسي. Core هو في الواقع نوع من وسيط PP ، لكن وجهيه مغطيان بورق نحاسي ، بينما PP ليس كذلك. عند صنع الألواح متعددة الطبقات ، عادةً ما يتم استخدام اللب والبولي بروبيلين معًا ، ويستخدم PP للربط بين اللب واللب.

10. المسائل التي تحتاج إلى اهتمام في تصميم التصفيح ثنائي الفينيل متعدد الكلور

(1) مشكلة صفحة الاعوجاج

يجب أن يكون تصميم طبقة PCB متماثلًا ، أي يجب أن تكون سماكة الطبقة المتوسطة والطبقة النحاسية لكل طبقة متناظرة. خذ ست طبقات على سبيل المثال ، يجب أن يكون سمك وسيط GND العلوي ووسط الطاقة السفلي متسقًا مع سمك النحاس ، ويجب أن يكون متوسط ​​GND-L2 و L3-POWER متسقًا مع سمك النحاس. لن يتشوه هذا عند الترقق.

(2) يجب أن تقترن طبقة الإشارة بإحكام بالمستوى المرجعي المجاور (أي أن السماكة المتوسطة بين طبقة الإشارة وطبقة الطلاء النحاسية المجاورة يجب أن تكون صغيرة جدًا) ؛ يجب أن تكون ضمادات النحاس القوية وضمادات النحاس المطحونة مقترنة بإحكام.

(3) في حالة السرعة العالية جدًا ، يمكن إضافة طبقات إضافية لعزل طبقة الإشارة ، لكن يوصى بعدم عزل طبقات طاقة متعددة ، مما قد يتسبب في تداخل ضوضاء غير ضروري.

(4) يظهر توزيع طبقات التصميم النموذجية الرقائقية في الجدول التالي:

(5) المبادئ العامة لترتيب الطبقات:

يوجد أسفل سطح المكون (الطبقة الثانية) مستوى الأرض ، والذي يوفر طبقة حماية الجهاز والمستوى المرجعي لأسلاك الطبقة العليا ؛

جميع طبقات الإشارة متاخمة لمستوى الأرض قدر الإمكان.

تجنب التقارب المباشر بين طبقتين للإشارة قدر الإمكان ؛

يجب أن يكون مصدر الطاقة الرئيسي متجاورًا قدر الإمكان ؛

يؤخذ في الاعتبار تناسق الهيكل الرقائقي.

For the layer layout of the motherboard, it is difficult for the existing motherboard to control the parallel long-distance wiring, and the working frequency of the board level is above 50MHZ

(للحالات التي تقل عن 50 ميجا هرتز ، يرجى الرجوع إليها والاسترخاء بشكل مناسب) ، يُقترح مبدأ التخطيط:

سطح المكون وسطح اللحام عبارة عن مستوى أرضي كامل (درع) ؛

لا توجد طبقة أسلاك متوازية مجاورة ؛

جميع طبقات الإشارة متاخمة لمستوى الأرض قدر الإمكان.

تكون الإشارة الرئيسية مجاورة للتكوين ولا تعبر منطقة التجزئة.