Kiel kontroli PCB impedanco?

Sen impedanca kontrolo, konsiderinda signala reflekto kaj distordo estos kaŭzita, rezultigante projektan fiaskon. Oftaj signaloj, kiel PCI-buso, PCI-E-buso, USB, Ethernet, DDR-memoro, LVDS-signalo, ktp., Ĉiuj bezonas impedancan kontrolon. Impedanca kontrolo finfine devas esti realigita per PCB-projektado, kiu ankaŭ prezentas pli altajn postulojn por PCB-estrara teknologio. Post komunikado kun PCB-fabriko kaj kombinita kun la uzo de EDA-programaro, la impedanco de drataro estas kontrolita laŭ la postuloj de signala integreco.

Malsamaj kabligaj metodoj povas esti kalkulitaj por akiri la respondan impedancan valoron.

Microstrip-linioj

• Ĝi konsistas el strio de drato kun la tera ebeno kaj dielektriko meze. Se la dielektrika konstanto, la larĝo de la linio kaj ĝia distanco de la tera ebeno estas regeblaj, tiam ĝia karakteriza impedanco estas regebla, kaj la precizeco estos ene de ± 5%.

Kio estas impedanca kontrolo kiel plenumi impedanca kontrolo sur PCB

Stripline

Rubanda linio estas strio de kupro meze de la dielektriko inter du kondukantaj ebenoj. Se la dikeco kaj larĝo de la linio, la dielektrika konstanto de la mediumo kaj la distanco inter la teraj ebenoj de la du tavoloj estas regeblaj, la karakteriza impedanco de la linio estas regebla, kaj la precizeco estas ene de 10%.

Kio estas impedanca kontrolo kiel plenumi impedanca kontrolo sur PCB

La strukturo de plurtavola tabulo:

Por bone kontroli PCB-impedancon, necesas kompreni la strukturon de PCB:

Kutime tio, kion ni nomas plurtavola tabulo, konsistas el kerna plato kaj duonsolidigita folio lamenigita unu kun la alia. Kerna tabulo estas malmola, specifa dikeco, du pana kupra telero, kiu estas la baza materialo de la presita tabulo. Kaj la duonsanigita peco konsistigas la tiel nomatan enfiltriĝan tavolon, rolas ligi la kernan platon, kvankam estas certa komenca dikeco, sed en la procezo de premado de ĝia dikeco okazos iuj ŝanĝoj.

Kutime la plej eksteraj du dielektrikaj tavoloj de plurtavolo estas malsekigitaj tavoloj, kaj apartaj kuprotavolaj tavoloj estas uzataj ekstere de ĉi tiuj du tavoloj kiel la ekstera kupra tavoleto. La originala dikeco-specifo de ekstera kupra folio kaj interna kupro-folio estas ĝenerale 0.5 oz, 1 oz, 2 oz (1 oz estas ĉirkaŭ 35um aŭ 1.4mil), sed post serio de surfaca traktado, la fina dikeco de ekstera kupro-folio ĝenerale pliiĝos ĉirkaŭ 1OZ. La interna kupra folio estas la kupra kovrilo ambaŭflanke de la kerna plato. La fina dikeco diferencas malmulte de la originala dikeco, sed ĝi ĝenerale reduktiĝas per kelkaj um pro akvaforto.

La plej ekstera tavolo de la plurtavola tabulo estas la veldrezista tavolo, kion ni ofte diras “verda oleo”, kompreneble, ĝi ankaŭ povas esti flava aŭ aliaj koloroj. La dikeco de la luta rezista tavolo ĝenerale ne facilas determini precize. La areo sen kupra folio sur la surfaco estas iomete pli dika ol la areo kun kupra folio, sed pro la manko de kupro-folia dikeco, do la kupra folio ankoraŭ pli elstaras, kiam ni tuŝas la presitan tabulan surfacon per niaj fingroj.

Kiam oni faras apartan dikecon de la presita tabulo, unuflanke necesas racia elekto de materialaj parametroj, aliflanke, la fina dikeco de la duonsanigita folio estos pli malgranda ol la komenca dikeco. La sekvaĵo estas tipa 6-tavola lamenigita strukturo:

Kio estas impedanca kontrolo kiel plenumi impedanca kontrolo sur PCB

PCB-parametroj:

Malsamaj PCB-plantoj havas etajn diferencojn en PCB-parametroj. Per komunikado kun cirkvitplata planto teknika subteno, ni akiris iujn parametrajn datumojn de la planto:

Surfaca kupra folio:

Estas tri dikecoj de kupra folio uzeblaj: 12um, 18um kaj 35um. La fina dikeco post finado estas ĉirkaŭ 44um, 50um kaj 67um.

Kerna plato: S1141A, norma FR-4, du panumitaj kupraj platoj estas ofte uzataj. La laŭvolaj specifoj povas esti determinitaj kontaktante la fabrikanton.

Duonkurigita tablojdo:

Specifoj (originala dikeco) estas 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). La reala dikeco post premado estas kutime ĉirkaŭ 10-15um malpli ol la originala valoro. Maksimume 3 duonkuracitaj tablojdoj povas esti uzataj por la sama enfiltriĝa tavolo, kaj la dikeco de 3 duonkuracitaj tablojdoj ne povas esti la sama, almenaŭ unu duonkuracita tablojdoj povas esti uzata, sed iuj fabrikantoj devas uzi almenaŭ du . Se la dikeco de la duonkuracita peco ne sufiĉas, la kupra folio ambaŭflanke de la kerna plato povas esti gravurita, kaj tiam la duonkuracita peco ligeblas ambaŭflanke, tiel ke pli dika enfiltriĝa tavolo povas esti atingita.

Rezista velda tavolo:

La dikeco de la luta rezista tavolo sur la kupra folio estas C2≈8-10um. La dikeco de la luta rezista tavolo sur la surfaco sen kupra folio estas C1, kiu varias laŭ la dikeco de kupro sur la surfaco. Kiam la dikeco de kupro sur la surfaco estas 45um, C1≈13-15um, kaj kiam la dikeco de kupro sur la surfaco estas 70um, C1≈17-18um.

Transversa sekcio:

Ni pensus, ke la sekco de drato estas rektangulo, sed ĝi efektive estas trapezo. Prenante la SUPRAN tavolon kiel ekzemplon, kiam la dikeco de kupra folio estas 1OZ, la supra malsupra rando de trapezo estas 1MIL pli mallonga ol la malsupra malsupra rando. Ekzemple, se la linia larĝo estas 5MIL, tiam la supraj kaj malsupraj flankoj estas ĉirkaŭ 4MIL kaj la malsupraj kaj malsupraj flankoj estas ĉirkaŭ 5MIL. La diferenco inter supra kaj malsupra randoj rilatas al kupro dikeco. La sekva tabelo montras la rilaton inter supro kaj malsupro de trapezo sub malsamaj kondiĉoj.

Kio estas impedanca kontrolo kiel plenumi impedanca kontrolo sur PCB

Permeseco: La permeso de duonkuritaj folioj rilatas al dikeco. La sekva tabelo montras la dikajn kaj permesajn parametrojn de malsamaj specoj de duonsanigitaj folioj:

Kio estas impedanca kontrolo kiel plenumi impedanca kontrolo sur PCB

La dielektrika konstanto de la plato rilatas al la uzata rezina materialo. La dielektrika konstanto de FR4-plato estas 4.2 – 4.7, kaj malpliiĝas kun la pliigo de frekvenco.

Dielektrika perdo-faktoro: dielektrikaj materialoj sub la ago de alterna elektra kampo, pro varmo kaj energikonsumo nomiĝas dielektrika perdo, kutime esprimita per dielektrika perda faktoro Tan δ. La tipa valoro por S1141A estas 0.015.

Minimuma linia larĝo kaj linia interspaco por certigi maŝinadon: 4mil / 4mil.

Enkonduko de malhelpa kalkulilo:

Kiam ni komprenas la strukturon de la plurtavola tabulo kaj regas la bezonatajn parametrojn, ni povas kalkuli la impedancon per EDA-programaro. Vi povas uzi Allegro por fari ĉi tion, sed mi rekomendas Polar SI9000, kiu estas bona ilo por kalkuli karakterizan impedancon kaj nun estas uzata de multaj PCB-fabrikoj.

Kiam vi kalkulas la karakterizan impedancon de la interna signalo kaj de la diferenciala linio kaj de la sola fina linio, vi trovos nur etan diferencon inter Polar SI9000 kaj Allegro pro iuj detaloj, kiel ekzemple la formo de la sekco de la drato. Tamen, se ĝi volas kalkuli la karakterizan impedancon de la Surfaca signalo, mi sugestas, ke vi elektu la Tegitan modelon anstataŭ la Surfaca modelo, ĉar tiaj modeloj konsideras la ekziston de luta rezista tavolo, do la rezultoj estos pli precizaj. La sekvaĵo estas parta ekrankopio de la surfaca diferenciala linio-impedanco kalkulita per Polusa SI9000 konsiderante la lutan rezistotavolon:

Kio estas impedanca kontrolo kiel plenumi impedanca kontrolo sur PCB

Ĉar la dikeco de la luta rezista tavolo ne facile regatas, proksimuma aliro ankaŭ povas esti uzata, kiel rekomendita de la tabulo-fabrikanto: subtrahi specifan valoron el la kalkulo de Surfaca modelo. Oni rekomendas, ke la diferenciala impedanco estu malpli 8 omo kaj la unufina impedanco estu malpli 2 omo.

Diferencaj PCB-postuloj por drataro

(1) Determinu la kabligan reĝimon, parametrojn kaj impedancan kalkulon. Estas du specoj de diferencaj reĝimoj por linia vojigo: ekstera tavolo mikrostria linia diferenca reĝimo kaj interna tavolo de strio-diferenca reĝimo. Impedanco povas esti kalkulita per rilata impedanca kalkula softvaro (kiel POLAR-SI9000) aŭ impedanca kalkula formulo per racia parametro.

(2) Paralelaj izometraj linioj. Determinu la linian larĝon kaj interspacon, kaj strikte sekvu la kalkulitan linian larĝon kaj interspacon dum vojigo. La interspaco inter du linioj devas ĉiam resti senŝanĝa, tio estas, por resti paralela. Estas du manieroj de paraleleco: unu estas ke la du linioj marŝas en la sama flank-al-flanka tavolo, kaj la alia estas ke la du linioj marŝas en la tro-sub tavolo. Ĝenerale provu eviti uzi la diferencan signalon inter la tavoloj, nome ĉar en la efektiva prilaborado de PCB en la procezo, pro la kaskada lamenigita viciga precizeco estas multe pli malalta ol provizita inter la akvaforta precizeco, kaj en la procezo de lamenigita dielektrika perdo, ne povas garantii diferencan linian interspacon egalas al la dikeco de la intertavola dielektriko, kaŭzos la diferencon inter la tavoloj de la diferenco de impedanca ŝanĝo. Oni rekomendas uzi la diferencon ene de la sama tavolo laŭeble.