With the increasing speed of Друкаваная плата пераключэння сігналу, сучасныя канструктары друкаваных плат павінны разумець і кантраляваць імпеданс слядоў друкаванай платы. Адпаведна больш кароткім часам перадачы сігналу і больш высокай тактавай частаце сучасных лічбавых схем, сляды друкаванай платы – гэта ўжо не простае злучэнне, а лініі перадачы.

Як кантраляваць імпеданс друкаванай платы

На практыцы неабходна кантраляваць імпеданс трасіроўкі, калі лічбавая гранічная хуткасць перавышае 1 нс або аналагавая частата перавышае 300 МГц. Адным з ключавых параметраў трасы на друкаванай плаце з’яўляецца яе характэрны імпеданс (стаўленне напружання да току пры праходжанні хвалі па лініі перадачы сігналу). Характэрны імпеданс провада на друкаванай плаце з’яўляецца важным паказчыкам канструкцыі друкаванай платы, асабліва ў канструкцыі друкаванай платы высокачашчыннай схемы, неабходна ўлічваць, ці адпавядае характэрны супраціў провада характэрнаму супраціву, неабходнаму прыладзе або сігналу. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Кантроль супраціву

Кантроль EImpance, правадыр на друкаванай плаце будзе мець усе віды перадачы сігналу, каб палепшыць хуткасць перадачы і павінен павялічыць яе частату, калі сама лінія з -за тручэння, таўшчыні кладкі, шырыні дроту і іншых розных фактараў прывядзе да змяненне значэння супраціву, скажэнне сігналу. Такім чынам, значэнне супраціўлення правадыра на хуткаснай плаце павінна кантралявацца ў пэўным дыяпазоне, вядомым як «кіраванне супрацівам».

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Асноўныя фактары, якія ўплываюць на супраціў праводкі друкаванай платы: гэта шырыня меднай дроту, таўшчыня меднай дроту, дыэлектрычная пранікальнасць асяроддзя, таўшчыня асяроддзя, таўшчыня калодкі, шлях зазямлення, разводка вакол праводкі. і г.д. Імпеданс друкаванай платы вагаецца ад 25 да 120 Ом.

На практыцы лінія перадачы друкаванай платы звычайна складаецца з слядоў, аднаго або некалькіх апорных слаёў і ізаляцыйных матэрыялаў. Сляды і пласты ўтвараюць кіруючы імпеданс. PCBS часта бывае шматслаёвым, а імпеданс кіравання можна будаваць рознымі спосабамі. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Шырыня і таўшчыня трасіроўкі сігналу

Вышыня стрыжня або матэрыялу для папярэдняга запаўнення па абодва бакі трасы

Канфігурацыя трасіроўкі і пласціны

Insulation constants of core and prefilled materials

Лініі перадачы друкаваных поплаткаў бываюць двух асноўных формаў: Microstrip і Stripline.

Microstrip:

Мікрапалосавая лінія – гэта паласаты правадыр з апорнай плоскасцю толькі з аднаго боку, зверху і з бакоў, якія знаходзяцца пад уздзеяннем паветра (або з пакрыццём), над паверхняй платы пастаяннай ізаляцыі Er, з крыніцай харчавання або зазямленнем. Як паказана ніжэй:

Заўвага: Пры фактычным вытворчасці друкаваных поплаткаў вытворца платы звычайна пакрывае паверхню друкаванай платы пластом зялёнага алею, таму пры разліку фактычнага супраціву мадэль, паказаная ніжэй, звычайна выкарыстоўваецца для разліку паверхневых микрополосковых ліній:

Stripline:

Лінія стужкі – гэта стужка з дроту, размешчаная паміж двума апорнымі плоскасцямі, як паказана на малюнку ніжэй. Дыэлектрычныя пастаянныя дыэлектрыкі, прадстаўленыя H1 і H2, могуць быць рознымі.

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. І гэтак далей.

SI9000 выкарыстоўваецца для разліку, ці выконваюцца патрабаванні па кантролі супраціву:

Спачатку вылічыце адзінкавы кантроль супраціву лініі DDR:

Верхні пласт: таўшчыня медзі 0.5 унцыі, шырыня дроту 5 міліметраў, адлегласць 3.8 мілі ад апорнай плоскасці, дыэлектрычная пранікальнасць 4.2. Выберыце мадэль, падстаўце ў параметрах і абярыце Разлік без страт, як паказана на малюнку:

ПАКРЫЦЦЁ азначае ўшчыльненне, і калі яго няма, запоўніце 0 таўшчынёй і 1 – дыэлектрыкам (дыэлектрычная пастаянная) (паветра).

Падкладка азначае пласт падкладкі, то ёсць дыэлектрычны пласт, звычайна з выкарыстаннем fr-4, таўшчыня, вылічаная праграмным забеспячэннем для вылічэння супраціву, дыэлектрычная пастаянная 4.2 (частата менш за 1 ГГц).

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

9. Prepreg/Core канцэпцыя ізаляцыйнага пласта:

ПП (Prepreg) – разнавіднасць дыэлектрычнага матэрыялу, які складаецца з шкловалакна і эпаксіднай смалы. Ядро на самай справе ТЫП асяроддзя ПП, але яго дзве бакі пакрытыя меднай фальгой, а ПП – не. Пры вырабе шматслойных дошак стрыжань і ПП звычайна выкарыстоўваюцца разам, а ПП выкарыстоўваецца для злучэння стрыжня і стрыжня.

10. Пытанні, якія патрабуюць увагі пры афармленні ламінаванай друкаванай платы

(1) Праблема Warpage

Дызайн пласта друкаванай платы павінен быць сіметрычным, гэта значыць таўшчыня сярэдняга пласта і пласта медзі кожнага пласта павінна быць сіметрычнай. Возьмем, напрыклад, шэсць слаёў: таўшчыня асяроддзя верхняга і ніжняга ўзроўню павінна адпавядаць таўшчыні медзі, а таўшчыня асяроддзя GND-L2 і L3-POWER павінна адпавядаць таўшчыні медзі. Гэта не дэфармуецца пры ламінаванні.

(2) Сігнальны пласт павінен быць шчыльна звязаны з суседняй плоскасцю адліку (гэта значыць таўшчыня асяроддзя паміж сігнальным пластом і суседнім слоем меднага пакрыцця павінна быць вельмі малой); Магутная медная павязка і меленая павязка павінны быць шчыльна звязаны.

(3) У выпадку вельмі высокай хуткасці могуць быць дададзены дадатковыя пласты для ізаляцыі сігнальнага пласта, але рэкамендуецца не ізаляваць некалькі слаёў харчавання, што можа выклікаць непатрэбныя перашкоды.

(4) Размеркаванне тыповых слаістых дызайнерскіх слаёў паказана ў наступнай табліцы:

(5) Агульныя прынцыпы размяшчэння слаёў:

Пад паверхняй кампанента (другі пласт) знаходзіцца плоскасць зазямлення, якая забяспечвае ахоўны пласт прылады і апорную плоскасць для праводкі верхняга пласта;

Усе пласты сігналу максімальна прымыкаюць да плошчы зямлі.

Па магчымасці пазбягайце прамога прымыкання паміж двума пластамі сігналу;

Асноўны блок харчавання павінен знаходзіцца як мага бліжэй;

Улічваецца сіметрыя структуры ламінату.

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

(Для ўмоў ніжэй за 50 МГц, калі ласка, звярніцеся да яго і адпаведным чынам расслабьте), прапануецца прынцып раскладкі:

Паверхня кампанента і зварачная паверхня – поўная плоскасць зямлі (шчыт);

Няма суседняга паралельнага пласта праводкі;

Усе пласты сігналу максімальна прымыкаюць да плошчы зямлі.

Ключавы сігнал прымыкае да пласта і не перасякае зону сегментацыі.