Без кантролю супраціву будзе выклікана значнае адлюстраванне і скажэнне сігналу, што прывядзе да збою ў праектаванні. Агульныя сігналы, такія як шына PCI, шына PCI-E, USB, Ethernet, памяць DDR, сігнал LVDS і г.д., маюць патрэбу ў кантролі супраціву. У рэшце рэшт, кантроль імпедансу павінен быць рэалізаваны з дапамогай друкаванай платы, якая таксама прад’яўляе больш высокія патрабаванні да Друкаванай платы тэхналогіі. Пасля сувязі з заводам PCB і ў спалучэнні з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння EDA, супраціў праводкі кантралюецца ў адпаведнасці з патрабаваннямі цэласнасці сігналу.

Для атрымання адпаведнага значэння супраціву можна разлічыць розныя метады праводкі.

Мікрапалосавыя лініі

Яна складаецца з паласы дроту з плоскасцю зазямлення і дыэлектрыкам пасярэдзіне. Калі дыэлектрычная пастаянная, шырыня лініі і яе адлегласць ад плоскасці зазямлення кіруемыя, то характэрны імпеданс можна кантраляваць, а дакладнасць будзе ў межах ± 5%.

Як кантраляваць супраціў праводкі друкаванай платы

Паласа палос

Лінія стужкі – гэта паласа медзі пасярэдзіне дыэлектрыка паміж дзвюма плоскасцямі, якія праводзяць. Калі таўшчыня і шырыня лініі, дыэлектрычная пранікальнасць асяроддзя і адлегласць паміж плоскасцямі зямлі двух слаёў кантралюемыя, характэрны супраціў лініі можна кантраляваць, а дакладнасць знаходзіцца ў межах 10%.

Як кантраляваць супраціў праводкі друкаванай платы

Структура шматслаёвай дошкі:

Для таго, каб добра кантраляваць імпеданс друкаванай платы, неабходна зразумець структуру друкаванай платы:

Звычайна тое, што мы называем шматслаёвай дошкай, складаецца з асноўнай пласціны і напаўзацвярдзелага ліста, ламінаваных адзін з адным. Асноўная дошка – гэта цвёрдая, пэўная таўшчыня, дзве медныя пласціны для хлеба, якія з’яўляюцца асноўным матэрыялам друкаванай дошкі. А полуотвержденный кавалак складае так званы інфільтрацыйны пласт, гуляе ролю склейвання асноўнай пласціны, хоць і ёсць пэўная пачатковая таўшчыня, але ў працэсе прэсавання яе таўшчыня адбудзецца некаторыя змены.

Звычайна два крайніх дыэлектрычных пласта шматслаёвых – гэта змочаныя пласты, а асобныя слаі меднай фальгі выкарыстоўваюцца з вонкавага боку гэтых двух слаёў у якасці знешняй меднай фальгі. Першапачатковая спецыфікацыя таўшчыні вонкавай меднай фальгі і ўнутранай меднай фальгі звычайна складае 0.5 унцыі, 1 унцыі, 2 унцыі (1 унцыя складае каля 35 мкм або 1.4 мілі), але пасля шэрагу апрацоўкі паверхні канчатковая таўшчыня вонкавай меднай фальгі звычайна павялічыцца прыкладна 1 унцыі. Унутраная медная фальга – гэта меднае пакрыццё з абодвух бакоў асноўнай пласціны. Канчатковая таўшчыня мала чым адрозніваецца ад зыходнай таўшчыні, але звычайна зніжаецца на некалькі мкм з -за тручэння.

Самы вонкавы пласт шматслойнай дошкі – гэта пласт супраціву зварцы, які мы часта называем «зялёным алеем», вядома, ён таксама можа быць жоўтага або іншых колераў. Таўшчыню слоя супраціву прыпоя звычайна не так проста вызначыць. Вобласць без меднай фальгі на паверхні некалькі тоўшчы, чым вобласць з меднай фальгой, але з -за адсутнасці таўшчыні меднай фальгі, таму медная фальга ўсё яшчэ больш прыкметная, калі мы дакранемся да паверхні друкаванай дошкі пальцамі.

Калі вырабляецца пэўная таўшчыня друкаванай дошкі, з аднаго боку, неабходны разумны выбар параметраў матэрыялу, з другога боку, канчатковая таўшчыня полуотвержденного ліста будзе меншай за пачатковую таўшчыню. Ніжэй прыведзена тыповая 6-слаёвая ламінаваная структура:

Як кантраляваць супраціў праводкі друкаванай платы

Параметры друкаванай платы:

Розныя ўстаноўкі друкаваных поплаткаў маюць невялікія адрозненні ў параметрах друкаванай платы. Праз сувязь з тэхнічнай падтрымкай завода друкаваных плат мы атрымалі некаторыя дадзеныя параметраў завода:

Паверхневая медная фальга:

Медная фальга мае тры таўшчыні: 12 мкм, 18 мкм і 35 мкм. Канчатковая таўшчыня пасля аздаблення складае каля 44 мкм, 50 мкм і 67 мкм.

Асноўная пласціна: S1141A, стандарт FR-4, звычайна выкарыстоўваюцца дзве паніраваныя медныя пласціны. Дадатковыя характарыстыкі можна вызначыць, звярнуўшыся да вытворцы.

Полуотвержденный таблетка:

Тэхнічныя характарыстыкі (першапачатковая таўшчыня) – 7628 (0.185 мм), 2116 (0.105 мм), 1080 (0.075 мм), 3313 (0.095 мм). Фактычная таўшчыня пасля прэсавання звычайна прыкладна на 10-15 мкм меншая за зыходнае значэнне. Для аднаго інфільтрацыйнага пласта можна выкарыстоўваць максімум 3 полуотвержденные таблеткі, а таўшчыня 3 полуотвержденных таблетак не можа быць аднолькавай, можна выкарыстоўваць прынамсі адну напалову отвержденную таблетку, але некаторыя вытворцы павінны выкарыстоўваць не менш за дзве . Калі таўшчыня полуотвержденного кавалка недастатковая, медную фальгу з абодвух бакоў асноўнай пласціны можна вытравіць, а затым полуотвержденный кавалак можна злучыць з абодвух бакоў, так што можна атрымаць больш тоўсты пласт прасочвання дасягнута.

Зварачны пласт з супрацівам:

Таўшчыня слоя супраціву прыпоя на меднай фальзе складае C2≈8-10um. Таўшчыня слоя прыпою на паверхні без меднай фальгі складае C1, які змяняецца ў залежнасці ад таўшчыні медзі на паверхні. Калі таўшчыня медзі на паверхні складае 45 мкм, C1≈13-15 мкм, і калі таўшчыня медзі на паверхні складае 70 мкм, C1≈17-18 мкм.

Папярочны раздзел:

Мы думалі б, што перасек провада – прамавугольнік, але на самой справе гэта трапецыя. У якасці прыкладу возьмем ТОП -пласт, калі таўшчыня меднай фальгі складае 1 унцый, верхні ніжні край трапецыі на 1 міліметра карацей ніжняга ніжняга краю. Напрыклад, калі шырыня лініі 5MIL, то верхняя і ніжняя боку роўныя прыкладна 4MIL, а ніжняя і ніжняя боку – каля 5MIL. Розніца паміж верхнім і ніжнім краем звязана з таўшчынёй медзі. У наступнай табліцы паказана ўзаемасувязь паміж верхам і нізам трапецыі ў розных умовах.

Як кантраляваць супраціў праводкі друкаванай платы

Дыэлектрычная здольнасць: Дыэлектрычная пранікальнасць полуотвержденных лістоў звязана з таўшчынёй. У наступнай табліцы паказаны параметры таўшчыні і дыэлектрычнай пранікальнасці розных тыпаў напаўзацвярдзелых лістоў:

Як кантраляваць супраціў праводкі друкаванай платы

Дыэлектрычная пранікальнасць пласціны звязана з выкарыстоўваным матэрыялам смалы. Дыэлектрычная пранікальнасць пласціны FR4 складае 4.2 – 4.7 і зніжаецца з павелічэннем частоты.

Каэфіцыент дыэлектрычных страт: дыэлектрычныя матэрыялы пад дзеяннем пераменнага электрычнага поля з -за спажывання цяпла і энергіі называюцца дыэлектрычнымі стратамі, якія звычайна выяўляюцца каэфіцыентам дыэлектрычных страт Tan δ. Тыповае значэнне для S1141A – 0.015.

Мінімальная шырыня лініі і міжрадковы інтэрвал для забеспячэння апрацоўкі: 4mil/4mil.

Увядзенне інструмента разліку супраціву:

Калі мы зразумеем структуру шматслойнай платы і асвоім неабходныя параметры, мы можам вылічыць імпеданс з дапамогай праграмнага забеспячэння EDA. Вы можаце выкарыстоўваць Allegro для гэтага, але я рэкамендую Polar SI9000, які з’яўляецца добрым інструментам для разліку характэрнага супраціву і цяпер выкарыстоўваецца многімі фабрыкамі друкаваных плат.

Пры разліку характэрнага супраціву ўнутранага сігналу як дыферэнцыяльнай лініі, так і адзіночнай клеммнай лініі вы выявіце невялікую розніцу паміж Polar SI9000 і Allegro з -за некаторых дэталяў, напрыклад, формы перасеку провада. Аднак, калі для разліку характэрнага супраціву паверхневага сігналу я прапаную вам выбраць мадэль з пакрыццём замест мадэлі Surface, таму што такія мадэлі ўлічваюць наяўнасць пласта супраціву прыпою, таму вынікі будуць больш дакладнымі. Ніжэй прыведзены частковы скрыншот супраціву паверхні дыферэнцыяльнай лініі, разлічаны з дапамогай Polar SI9000, улічваючы пласт супраціву прыпою:

Як кантраляваць супраціў праводкі друкаванай платы

Паколькі таўшчыня пласта супраціву прыпоя цяжка кантралявацца, можна таксама выкарыстоўваць прыблізны падыход, рэкамендаваны вытворцам платы: адымаючы пэўнае значэнне з разліку мадэлі Surface. Рэкамендуецца, каб дыферэнцыяльны супраціў быў мінус 8 Ом, а аднаканечны імпеданс-мінус 2 Ом.

Дыферэнцыяльныя патрабаванні да друкаванай платы для праводкі

(1) Вызначце рэжым праводкі, параметры і разлік супраціву. Ёсць два віды рэжымаў адрозненняў для маршрутызацыі ліній: рэжым розніцы ліній вонкавага пласта з мікрапалосай і рэжым розніцы ліній паласы ўнутранага пласта. Імпеданс можна разлічыць з дапамогай адпаведнага праграмнага забеспячэння для разліку імпедансу (напрыклад, POLAR-SI9000) або формулы разліку імпедансу з дапамогай разумнай налады параметраў.

(2) Паралельныя ізаметрычныя лініі. Вызначце шырыню лініі і інтэрвал і строга выконвайце разлічаную шырыню лініі і інтэрвал пры маршрутызацыі. Інтэрвал паміж дзвюма лініямі заўсёды павінен заставацца нязменным, гэта значыць заставацца паралельным. Ёсць два спосабы паралелізму: адзін заключаецца ў тым, што дзве лініі ідуць у адным і тым жа пласце побач, а другі-у тым, што дзве лініі ідуць у больш ніжнім пласце. Наогул старайцеся пазбягаць выкарыстання сігналу розніцы паміж пластамі, а менавіта таму, што ў працэсе фактычнай апрацоўкі друкаванай платы ў працэсе з -за каскаднага ламінавання дакладнасць выраўноўвання значна ніжэйшая, чым прадугледжана паміж дакладнасцю траўлення, і ў працэсе ламінаваных дыэлектрычных страт, не можа гарантаваць розніцу міжрадковы інтэрвал роўны таўшчыні міжслойнага дыэлектрыка, выкліча розніцу паміж пластамі розніцы змены супраціву. Рэкамендуецца максімальна выкарыстоўваць розніцу ў межах аднаго пласта.