Giunsa ang pagpugong PCB impedance?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Kasagaran nga mga signal, sama sa PCI bus, PCI-E bus, USB, Ethernet, memorya sa DDR, signal sa LVDS, ug uban pa, tanan kinahanglan nga kontrol sa impedance. Impedance control ultimately needs to be realized through PCB design, which also puts forward higher requirements for PCB board technology. After communication with PCB factory and combined with the use of EDA software, the impedance of wiring is controlled according to the requirements of signal integrity.

Ang lainlaing mga pamaagi sa mga kable mahimong makalkula aron makuha ang katugbang nga kantidad sa impedance.

Microstrip lines

• Naglangkob kini sa us aka wire nga adunay ground ground ug dielectric nga naa sa taliwala. Kung ang dielectric kanunay, ang gilapdon sa linya, ug ang gilay-on gikan sa yuta nga ayroplano makontrol, nan ang kinaiya nga impedance mahimo’g makontrol, ug ang katukma naa sa sulod sa 5%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Stripline

Ang usa ka linya sa laso usa ka strip nga tumbaga sa taliwala sa dielectric taliwala sa duha nga nagpadagan sa mga eroplano. If the thickness and width of the line, the dielectric constant of the medium, and the distance between the ground planes of the two layers are controllable, the characteristic impedance of the line is controllable, and the accuracy is within 10%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

The structure of multi-layer board:

Aron mapugngan nga maayo ang impedance sa PCB, kinahanglan nga masabtan ang istruktura sa PCB:

Kasagaran ang gitawag nga multilayer board gama sa core plate ug semi-solidified sheet nga laminated kauban ang matag usa. Ang Core board usa ka gahi, piho nga gibag-on, duha ka plate nga tumbaga sa tinapay, nga mao ang sukaranan nga materyal sa giimprinta nga board. And the semi-cured piece constitutes the so-called infiltration layer, plays the role of bonding the core plate, although there is a certain initial thickness, but in the process of pressing its thickness will occur some changes.

Kasagaran ang labing gawas nga duha nga mga layer nga dielectric sa usa ka multilayer mga basa nga sapaw, ug gilain nga mga layer nga tumbaga nga tumbaga ang gigamit sa gawas sa kini nga duha nga mga sapaw ingon ang panggawas nga tanso nga tumbaga. Ang orihinal nga gibag-on nga gibag-on sa gawas nga tanso nga tumbaga ug sulud sa tumbaga nga pan-os sa kadaghanan 0.5oz, 1OZ, 2OZ (ang 1OZ mga 35um o 1.4mil), apan pagkahuman sa usa ka serye sa pagtambal sa ibabaw, ang katapusang gibag-on sa gawas nga tanso nga tumbaga foil kasagarang modaghan 1OZ Ang sulud nga sulud nga tumbaga mao ang tabon nga tumbaga sa duha nga kilid sa core plate. Ang katapusang gibag-on gamay nga lahi sa orihinal nga gibag-on, apan sa kinatibuk-an kini gipamubu sa daghang um tungod sa pag-ukit.

Ang labing gawas nga layer sa multilayer board mao ang welding resist layer, nga kanunay naton isulti nga “berde nga lana”, siyempre, mahimo usab kini dalag o uban pang mga kolor. The thickness of the solder resistance layer is generally not easy to determine accurately. The area without copper foil on the surface is slightly thicker than the area with copper foil, but because of the lack of copper foil thickness, so the copper foil is still more prominent, when we touch the printed board surface with our fingers can feel.

When a particular thickness of the printed board is made, on the one hand, reasonable choice of material parameters is required, on the other hand, the final thickness of the semi-cured sheet will be smaller than the initial thickness. Ang mosunud us aka tipikal nga 6-layer nga laminated nga istruktura:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

PCB parameters:

Different PCB plants have slight differences in PCB parameters. Through communication with circuit board plant technical support, we obtained some parameter data of the plant:

Ibabaw sa tumbaga nga foil:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Ang katapusan nga gibag-on pagkahuman sa paghuman mga 44um, 50um ug 67um.

Core plate: S1141A, standard FR-4, duha nga adunay tinapay nga plate nga tanso ang kasagarang gigamit. Ang mga kapilian nga kapilian mahimong matino pinaagi sa pagkontak sa naghimo.

Semi-cured tablet:

Ang mga paghingalan (orihinal nga gibag-on) 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). Ang tinuud nga gibag-on pagkahuman sa pagpadayon sa kasagaran mga 10-15um nga mas gamay kaysa sa orihinal nga kantidad. Ang usa ka maximum nga 3 nga semi-cured tablets mahimong gamiton alang sa parehas nga pagsal-ot sa layer, ug ang gibag-on nga 3 nga semi-cured nga mga tablet dili managsama, labing menos usa ka katunga nga naayo nga mga tablet ang mahimo’g magamit, apan ang pipila nga mga naghimo kinahanglan mogamit labing menos duha . Kung ang gibag-on sa semi-cured nga piraso dili igo, ang tumbaga nga palid sa duha nga kilid sa punoan nga plato mahimong ikulit, ug pagkahuman ang semi-naayo nga piraso mahimo’g mabugkos sa duha nga kilid, aron ang labi ka baga nga pagsulud nga layer mahimong nakab-ot

Pagsukol sa welding welding:

Ang gibag-on sa solder resist layer sa tumbaga nga foil mao ang C2≈8-10um. Ang gibag-on sa solder resist layer sa ibabaw nga wala ang tumbaga nga foil mao ang C1, nga lainlain sa gibag-on sa tumbaga sa ibabaw. Kung ang gibag-on sa tumbaga sa ibabaw 45um, C1≈13-15um, ug kung ang gibag-on sa tumbaga sa ibabaw 70um, C1≈17-18um.

Pagtabok nga seksyon:

Hunahunaon namon nga ang cross section sa usa ka wire usa ka rektanggulo, apan sa tinuud kini usa ka trapezoid. Ang pagkuha sa TOP layer ingon usa ka pananglitan, kung ang gibag-on sa tumbaga nga foil mao ang 1OZ, ang taas nga ngilit sa ngilit sa trapezoid mao ang 1MIL nga mas mubu kaysa sa ubos nga ngilit sa ilawom. Pananglitan, kung ang gilapdon sa linya mao ang 5MIL, nan ang sa taas ug sa ilawom nga mga kilid mga 4MIL ug ang ilalom ug ubos nga mga bahin mga 5MIL. Ang kalainan sa taliwala sa taas ug sa ilawom nga ngilit may kalabutan sa gibag-on sa tumbaga. Gipakita sa mosunud nga lamesa ang kalabotan taliwala sa taas ug ilawom sa trapezoid ilalom sa lainlaing mga kahimtang.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Pagtugot: Ang permittivity sa semi-cured sheet adunay kalabutan sa gibag-on. Gipakita sa mosunud nga lamesa ang gibag-on ug mga parameter sa pagtugot sa lainlaing mga lahi sa semi-cured sheet:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Ang kanunay nga dielectric sa plato adunay kalabotan sa gigamit nga materyal nga resin. Ang kanunay nga dielectric sa FR4 plate mao ang 4.2 – 4.7, ug mikunhod sa pagdugang sa frequency.

Dielectric loss factor: ang mga materyal nga dielectric ubos sa aksyon nga alternating electric field, tungod sa kainit ug konsumo sa enerhiya gitawag nga pagkawala sa dielectric, nga sagad gipahayag sa dielectric loss factor nga Tan δ. Ang kasagaran nga kantidad alang sa S1141A mao ang 0.015.

Minimum nga gilapdon sa linya ug linya sa linya aron masiguro ang pag-machining: 4mil / 4mil.

Pagpaila sa himan sa pagkalkula sa imppedance:

Kung nahibal-an namon ang istraktura sa multilayer board ug nahibal-an ang gikinahanglan nga mga parameter, mahimo namon makalkula ang impedance pinaagi sa EDA software. Mahimo nimo gamiton ang Allegro aron mahimo kini, apan girekomenda ko ang Polar SI9000, nga usa ka maayong gamit alang sa pagkalkula sa impedance sa kinaiyahan ug gigamit na karon sa daghang mga pabrika sa PCB.

Kung gikwenta ang kinaiyahan nga impedance sa sulud nga signal sa pareho nga linya sa pagkalainlain ug sa usa ka linya sa terminal, makit-an nimo ang gamay nga kalainan tali sa Polar SI9000 ug Allegro tungod sa pipila nga mga detalye, sama sa porma sa cross section sa wire. Bisan pa, kung makalkulo ang kinaiya nga impedance sa signal sa Surface, gisugyot ko nga pilion nimo ang modelo nga adunay Coated imbis nga modelo sa Surface, tungod kay ang ingon nga mga modelo gikonsiderar ang pagkaanaa nga layer sa resistensya nga solder, busa ang mga sangputanan mahimong labi ka husto. Ang mosunud usa ka bahin nga screenshot sa impedance nga linya sa pagkalainlain sa ibabaw nga gikalkula sa Polar SI9000 nga giisip ang layer sa resistensya nga solder:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Tungod kay ang gibag-on sa layer sa solder resist dili dali nga makontrol, mahimo usab magamit ang usa ka gibana-bana nga pamaagi, sama sa girekomenda sa taghimo sa board: ibawas ang usa ka piho nga kantidad gikan sa pagkalkula sa modelo sa Surface. Girekomenda nga ang pagkalainlain nga impedance nga minus 8 ohms ug ang us aka katapusan nga impedance mahimong minus 2 ohms.

Pagkalainlain nga mga kinahanglanon sa PCB alang sa mga kable

(1) Tinoa ang mode sa mga kable, mga parameter ug pagkalkula sa impedance. Adunay duha ka lahi nga mga paagi sa pagkalainlain alang sa paglinya sa linya: sa gawas nga layer microstrip line mode nga pagkalainlain ug sa sulud nga layer strip line mode nga pagkalainlain. Ang pagkulang mahimong makalkula sa may kalabutan nga software sa pagkalkula sa impedance (sama sa POLAR-SI9000) o pormula sa pagkalkula sa impedance pinaagi sa makatarunganon nga setting sa parameter.

(2) Parehas nga mga linya sa isometric. Tinoa ang gilapdon sa linya ug gintang, ug higpit nga sundon ang gikalkulo nga gilapdon sa linya ug gintang sa pagdagan. Ang gintang sa taliwala sa duha ka mga linya kinahanglan kanunay nga magpabilin nga wala mausab, kana mao, aron magpadayon nga magkaparehas. There are two ways of parallelism: one is that the two lines walk in the same side-by-side layer, and the other is that the two lines walk in the over-under layer. Kasagaran paningkamutan nga likayan ang paggamit sa lainlain nga signal sa taliwala sa mga sapaw, tungod kay sa tinuud nga pagproseso sa PCB sa proseso, tungod sa pagkaput sa laminated alignment nga katukma nga labi ka mubu kaysa gihatag taliwala sa ensakto nga pag-ukit, ug sa proseso sa laminated dielectric loss, dili garantiya ang kalainan linya sa gintang parehas sa gibag-on sa interlayer dielectric, hinungdan sa kalainan tali sa mga sapaw, mga kalainan sa pagbag-o sa impedance. Girekomenda nga gamiton ang kalainan sa sulud sa parehas nga layer kutob sa mahimo.