Nola kontrolatu PCB inpedantzia?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Ohiko seinaleek, hala nola PCI busak, PCI-E busak, USBek, Ethernetek, DDR memoriak, LVDS seinaleak eta abarrek, inpedantziaren kontrola behar dute. Inpedantziaren kontrola azkenean PCB diseinuaren bidez gauzatu behar da eta horrek PCB taula teknologiaren baldintza handiagoak ere planteatzen ditu. PCB fabrikarekin komunikatu eta EDA softwarearekin konbinatu ondoren, kableatuaren inpedantzia seinalearen osotasunaren eskakizunen arabera kontrolatzen da.

Kableen metodo desberdinak kalkula daitezke dagokion inpedantzia balioa lortzeko.

Microstrip lines

• Lurreko planoa eta erdian dielektrikoa dituen hari zerrenda batez osatuta dago. Konstante dielektrikoa, lerroaren zabalera eta lurreko planoarekiko distantzia kontrolagarriak badira, orduan bere inpedantzia ezaugarria kontrolagarria da, eta zehaztasuna% ± 5ean egongo da.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Stripline

Zinta-lerroa dielektrikoaren erdian dagoen kobre-banda da bi plano eroaleen artean. 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:

PCB inpedantzia ondo kontrolatzeko, PCBaren egitura ulertu behar da:

Normalean geruza anitzeko taulak deitzen ditugunak elkarren artean laminatutako nukleo plaka eta xafla erdi-solidotuez osatuta daude. Core taula lodiera espezifiko gogorra da, bi ogi kobrezko plaka, inprimatutako taularen oinarrizko materiala dena. 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.

Normalean geruza anitzeko kanpoko bi geruza dielektrikoak bustitako geruzak dira, eta bi geruza horien kanpoaldean kobrezko papera bereizitako geruzak erabiltzen dira kanpoko kobrezko papera gisa. Kanpoko kobrezko papera eta kobrezko papera jatorrizko lodieraren zehaztapena 0.5 oz, 1OZ, 2OZ izaten da (1OZ 35um edo 1.4mil ingurukoa da), baina gainazalaren tratamendua egin ondoren, kanpoko kobrezko paperaren azken lodiera, oro har, gutxi gorabehera handituko da 1OZ. Barne kobrezko papera oinarrizko plakaren bi aldeetako kobrezko estaldura da. Azken lodiera jatorrizko lodieratik gutxi aldatzen da, baina, oro har, zenbait um murrizten da akuafortea dela eta.

Geruza anitzeko taulako kanpoko geruza soldadura erresistentzia geruza da, hori da “olio berdea” esan ohi duguna, noski, horia edo beste kolore batzuk ere izan daitezke. 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. Honako hau 6 geruzako egitura laminatu tipikoa da:

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:

Kobrezko papera:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Amaitu ondoren azken lodiera 44um, 50um eta 67um ingurukoa da.

Nukleo plaka: S1141A, FR-4 estandarra, bi kobrezko plater ogitartekoak erabili ohi dira. Aukerako zehaztapenak fabrikatzailearekin harremanetan jarrita zehaztu daitezke.

Semi-cured tablet:

Zehaztapenak (jatorrizko lodiera) 7628 (0.185 mm), 2116 (0.105 mm), 1080 (0.075 mm), 3313 (0.095 mm) dira. Prentsatu ondoren benetako lodiera jatorrizko balioa baino 10-15um ingurukoa izaten da. Gehienez 3 erdi sendaturiko pilulak erabil daitezke infiltrazio geruza bererako, eta erdi ondutako 3 pilulen lodiera ezin da berdina izan, gutxienez erdi sendatutako pilulak erabil daitezke, baina fabrikatzaile batzuek gutxienez bi erabili behar dituzte. . Erdi ondutako piezaren lodiera nahikoa ez bada, oinarrizko plakaren bi aldeetako kobrezko papera grabatu ahal izango da eta, ondoren, erdi ondutako pieza bi aldeetatik lotu ahal izango da, horrela infiltrazio geruza lodiagoa izan dadin. lortua.

Erresistentzia soldatzeko geruza:

Kobrezko paperean soldatutako erresistentzia geruzaren lodiera C2≈8-10um da. Kobrezko paperik gabeko gainazaleko soldadura geruzaren lodiera C1 da, gainazaleko kobre lodierarekin aldatzen dena. Gainazaleko kobrearen lodiera 45um, C1≈13-15um denean eta gainazalean kobre lodiera 70um denean, C1≈17-18um.

Zeharkako atala:

Hari baten ebakidura laukizuzena dela pentsatuko genuke, baina trapezioa da. TOP geruza adibidetzat hartuta, kobrezko paperaren lodiera 1OZ denean, trapezioaren goiko beheko ertza beheko beheko ertza baino 1MIL laburragoa da. Adibidez, lerroaren zabalera 5MIL bada, goiko eta beheko aldeak 4MIL ingurukoak dira eta beheko eta beheko aldeak 5MIL ingurukoak. Goiko eta beheko ertzen arteko aldea kobre lodierarekin lotuta dago. Hurrengo taulan baldintza desberdinetan trapezoiaren goiko eta behearen arteko erlazioa erakusten da.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Permitibitatea: erdi ondutako xaflen permitibitatea lodierarekin lotuta dago. Ondorengo taulan erdi ondutako xafla mota desberdinen lodiera eta baimenaren parametroak agertzen dira:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Plakaren konstante dielektrikoa erabilitako erretxinarekin lotuta dago. FR4 plakaren konstante dielektrikoa 4.2 – 4.7 da, eta maiztasuna handitzean gutxitzen da.

Galera dielektrikoaren faktorea: eremu elektriko txandakatuaren ekintzako material dielektrikoei, beroa eta energia kontsumoaren ondorioz galera dielektrikoa deritzo, normalean Tan δ galera dielektrikoaren faktorearen bidez adierazia. S1141Aren balio tipikoa 0.015 da.

Gutxieneko lerro zabalera eta lerro tartea mekanizazioa bermatzeko: 4mil / 4mil.

Inpedantzia kalkulatzeko tresnaren sarrera:

Geruza anitzeko plaka egitura ulertzen dugunean eta beharrezko parametroak menderatzen ditugunean, inpedantzia EDA softwarearen bidez kalkula dezakegu. Horretarako Allegro erabil dezakezu, baina Polar SI9000 gomendatzen dizut, inpedantzia ezaugarria kalkulatzeko tresna ona da eta orain PCB fabrika askok erabiltzen dute.

Bai linea diferentzialaren bai linea terminalaren barneko seinalearen inpedantzia karakteristikoa kalkulatzerakoan, Polar SI9000 eta Allegroren arteko diferentzia txiki bat besterik ez duzu aurkituko zenbait xehetasunengatik, hala nola, hariaren zeharkako sekzioaren forma. Hala ere, Azaleko seinalearen inpedantzia ezaugarria kalkulatu nahi baduzu, Azaleko ereduaren ordez Estalitako eredua aukeratzea gomendatzen dizut, eredu horiek soldaduraren erresistentzia geruzaren existentzia kontuan hartzen dutelako, beraz, emaitzak zehatzagoak izango dira. Honako hau, soldaduraren erresistentzia geruza kontuan hartuta Polar SI9000-rekin kalkulatutako gainazaleko linea diferentzialaren inpedantziaren pantaila partziala da:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Soldatzeko erresistentzia geruzaren lodiera erraz kontrolatzen ez denez, gutxi gorabeherako ikuspegia ere erabil daiteke, taula fabrikatzaileak gomendatzen duen moduan: kendu balio zehatz bat Azalera modeloaren kalkulutik. Inpedantzia diferentziala gutxienez 8 ohmakoa izatea eta muturreko inpedantzia 2 ohmkoa izatea gomendatzen da.

Kableaturako PCB baldintza diferentzialak

(1) Zehaztu kableatzeko modua, parametroak eta inpedantziaren kalkulua. Linea bideratzeko bi desberdintasun modu daude: kanpoko geruzako mikrodistrip lerro diferentzia modua eta barruko geruzetako lerro diferentzia modua. Inpedantzia erlazionatutako inpedantzia kalkulatzeko softwarearen bidez (POLAR-SI9000 adibidez) edo inpedantzia kalkulatzeko formula bidez kalkula daiteke, arrazoizko parametroen ezarpenaren bidez.

(2) Lerro isometriko paraleloak. Zehaztu lerroaren zabalera eta tartea, eta jarraitu kalkulatutako lerroaren zabalera eta tartea zorrotz bideratzerakoan. Bi lerroen arteko tartea beti aldatu gabe egon behar da, hau da, paralelo mantentzeko. 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. Orokorrean saiatu geruzen arteko desberdintasun-seinalea saihesten, hain zuzen ere prozesuan PCBaren benetako prozesamenduan, kaskadako lerrokatutako lerrokaduraren zehaztasuna dela eta grabatuaren doitasunean ematen dena baino askoz txikiagoa delako eta galera dielektriko laminatuaren prozesuan. Ezin dugu ziurtatu diferentzia lerro tartea geruza arteko dielektrikoaren lodieraren berdina denik, eragozpen aldaketaren aldearen geruzen arteko aldea eragingo du. Geruza beraren barruan aldea ahalik eta gehien erabiltzea gomendatzen da.