Sûnder impedânsjekontrôle sil signifikante sinjaalrefleksje en ferfoarming wurde feroarsake, wat resulteart yn ûntwerpfout. Mienskiplike sinjalen, lykas PCI-bus, PCI-E-bus, USB, Ethernet, DDR-ûnthâld, LVDS-sinjaal, ensfh., Hawwe allegear impedânsje-kontrôle nedich. Impedânsjekontrôle moat úteinlik wurde realisearre fia PCB -ûntwerp, dat ek hegere easken foar stelt PCB-boerd technology. Nei kommunikaasje mei PCB -fabryk en kombineare mei it brûken fan EDA -software, wurdt de impedânsje fan bedrading regele neffens de easken fan sinjaalyntegriteit.

Ferskate wiringmetoaden kinne wurde berekkene om de oerienkommende impedanswearde te krijen.

Microstrip rigels

It bestiet út in stripe tried mei it grûnflak en dielektrike yn ‘t midden. As de dielektrike konstante, de breedte fan ‘e line, en de ôfstân fan it grûnflak kontrolearber binne, dan is de karakteristike impedânsje dêrfan kontrolearber, en sil de krektens binnen ± 5%wêze.

Hoe te kontrolearjen PCB wiring impedance

Stripline

In lintline is in strook koper yn ‘e midden fan it dielektrike tusken twa geleidende fleantugen. As de dikte en breedte fan ‘e line, de dielektrike konstante fan it medium, en de ôfstân tusken de grûnflakken fan’ e twa lagen kontrolearber binne, is de karakteristike impedânsje fan ‘e line kontrolearber, en is de krektens binnen 10%.

Hoe te kontrolearjen PCB wiring impedance

De struktuer fan mearlaach boerd:

Om PCB -impedânsje goed te kontrolearjen, is it needsaaklik de struktuer fan PCB te begripen:

Meastentiids bestiet wat wy multilayer board neame út kearnplaat en semi-stevich blêd tegearre mei elkoar laminaat. Core board is in hurde, spesifike dikte, twa brea koperplaat, dat is it basismateriaal fan it printe boerd. En it semi-genêze stik foarmet de saneamde infiltrasjelaach, spilet de rol fan bonding fan ‘e kearnplaat, hoewol d’r in bepaalde initial dikte is, mar yn it proses fan drukken sil de dikte d’r wat feroaringen yn foarkomme.

Gewoanlik binne de bûtenste twa dielektrike lagen fan in mearlaach wettige lagen, en wurde aparte koperfolielagen oan ‘e bûtenkant fan dizze twa lagen brûkt as de bûtenste koperfolie. De orizjinele dikte -spesifikaasje fan bûtenste koperfolie en ynderlike koperfolie is oer it algemien 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ is sawat 35um as 1.4mil), mar nei in searje oerflaktebehandeling sil de definitive dikte fan bûtenste koperfolie oer it algemien tanimme mei sawat 1OZ. De binnenste koperfolie is de koperbedekking oan beide kanten fan ‘e kearnplaat. De definitive dikte ferskilt net folle fan ‘e orizjinele dikte, mar it wurdt oer it algemien fermindere troch ferskate um fanwege etsen.

De bûtenste laach fan it mearlagerige boerd is de lasweerstandslaach, dat is wat wy faaks “griene oalje” sizze, fansels kin it ek giel wêze as oare kleuren. De dikte fan ‘e solderweerstandslag is oer it algemien net maklik om krekter te bepalen. It gebiet sûnder koperfolie op it oerflak is wat dikker dan it gebiet mei koperfolie, mar fanwegen it gebrek oan koperfoliedikte, sadat de koperfolie noch prominenter is, as wy it ôfdrukte boerdflak oanreitsje mei ús fingers kinne fiele.

As in bepaalde dikte fan it printe boerd wurdt makke, is oan ‘e iene kant ridlike kar fan materiaalparameters fereaske, oan’ e oare kant sil de definitive dikte fan it semi-genêze blêd lytser wêze dan de initial dikte. It folgjende is in typyske 6-laach gelamineerde struktuer:

Hoe te kontrolearjen PCB wiring impedance

PCB parameters:

Ferskillende PCB -planten hawwe lichte ferskillen yn PCB -parameters. Troch kommunikaasje mei circuit board plant technyske stipe, krigen wy wat parametergegevens fan ‘e plant:

Oerflak koperfolie:

D’r binne trije dikten fan koperfolie dy’t kinne wurde brûkt: 12um, 18um en 35um. De definitive dikte nei ôfrin is sawat 44um, 50um en 67um.

Kearnplaat: S1141A, standert FR-4, twa paneare koperplaten wurde faak brûkt. De opsjonele spesifikaasjes kinne wurde bepaald troch kontakt op te nimmen mei de fabrikant.

Semi-genêzen tablet:

Spesifikaasjes (orizjinele dikte) binne 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). De eigentlike dikte nei it drukken is normaal sawat 10-15um minder dan de orizjinele wearde. In maksimum fan 3 semi-genêzen tablets kinne wurde brûkt foar deselde ynfiltrasjelaach, en de dikte fan 3 semi-genêzen tablets kin net itselde wêze, teminsten ien heal genêze tablets kinne wurde brûkt, mar guon fabrikanten moatte op syn minst twa brûke . As de dikte fan it semi-genêze stik net genôch is, kin de koperfolie oan beide kanten fan ‘e kearnplaat wurde etsen, en dan kin it semi-genêze stik oan beide kanten wurde bondele, sadat in dikkere infiltraasjelaach kin wurde berikt.

Ferset lassen laach:

De dikte fan ‘e solderresist laach op’ e koperfolie is C2≈8-10um. De dikte fan ‘e soldeerbestindige laach op it oerflak sûnder koperfolie is C1, dy’t ferskilt mei de dikte fan koper op it oerflak. As de dikte fan koper op it oerflak 45um is, C1≈13-15um, en as de dikte fan koper op it oerflak 70um is, C1≈17-18um.

Traverse seksje:

Wy soene tinke dat de krúsdiel fan in draad in rjochthoek is, mar it is eins in trapezium. Troch de TOP -laach as foarbyld te nimmen, as de dikte fan koperfolie 1OZ is, is de boppeste ûnderrâne fan trapezium 1MIL koarter dan de legere ûnderrâne. Bygelyks, as de rigelbreedte 5MIL is, dan binne de boppeste en ûnderste kanten sawat 4MIL en de ûnder- en ûnderkant binne sawat 5MIL. It ferskil tusken boppeste en ûnderste rânen is besibbe oan koperdikte. De folgjende tabel toant de relaasje tusken top en ûnderkant fan trapezoid ûnder ferskate omstannichheden.

Hoe te kontrolearjen PCB wiring impedance

Permittiviteit: De permittiviteit fan semi-genêze blêden is besibbe oan dikte. De folgjende tabel toant de parameters foar dikte en permittiviteit fan ferskate soarten semi-genêze blêden:

Hoe te kontrolearjen PCB wiring impedance

De dielektrike konstante fan ‘e plaat is besibbe oan it brûkte harsmateriaal. De dielektrike konstante fan FR4 -plaat is 4.2 – 4.7, en nimt ôf mei de tanimming fan frekwinsje.

Dielektrike ferliesfaktor: dielektrike materialen ûnder de aksje fan wikseljend elektrysk fjild, fanwege waarmte en enerzjyferbrûk wurdt dielektrike ferlies neamd, meast útdrukt troch dielektrike ferliesfaktor Tan δ. De typyske wearde foar S1141A is 0.015.

Minimum line breedte en line ôfstân om te soargjen foar ferwurkjen: 4mil/4mil.

Ynlieding foar berekkening fan ympedânsje:

As wy de struktuer fan it mearlagerplank begripe en de fereaske parameters behearskje, kinne wy ​​de impedânsje berekkenje fia EDA -software. Jo kinne Allegro brûke om dit te dwaan, mar ik advisearje Polar SI9000, dat is in goed ark foar it berekkenjen fan karakteristike impedânsje en wurdt no brûkt troch in protte PCB -fabriken.

By it berekkenjen fan de karakteristike impedânsje fan it binnenste sinjaal fan sawol de differinsjaal line as de ienige terminalline, sille jo mar in lyts ferskil fine tusken Polar SI9000 en Allegro fanwegen guon details, lykas de foarm fan ‘e krúsdiel fan’ e draad. As it lykwols is om de karakteristike impedânsje fan it Surface -sinjaal te berekkenjen, stel ik foar dat jo it Coated -model kieze ynstee fan it Surface -model, om’t sokke modellen rekken hâlde mei it bestean fan solderresistinsje -laach, sadat de resultaten krekter sille wêze. It folgjende is in foar in part skermôfbylding fan ‘e oerflakdifferensialline -impedânsje berekkene mei Polar SI9000 sjoen de solderresistinsje -laach:

Hoe te kontrolearjen PCB wiring impedance

Om’t de dikte fan ‘e solderresist -laach net maklik wurdt kontroleare, kin in benaderde oanpak ek wurde brûkt, lykas oanrikkemandearre troch de boerdfabrikant: subtract in spesifike wearde fan’ e berekkening fan it oerflakmodel. It wurdt oanrikkemandearre dat de differinsjaal-impedânsje minus 8 ohm is en de ien-ein-impedânsje minus 2 ohm is.

Differinsjele PCB -easken foar wiring

(1) Bepaal de wiring -modus, parameters en impedansberekkening. D’r binne twa soarten ferskilmodi foar line routing: modus foar uterste laach mikrostrip line ferskil en modus foar ferskil yn ynterne laach strip line. Impedânsje kin wurde berekkene troch besibbe software foar impedansberekkening (lykas POLAR-SI9000) of formule foar berekkening fan impedânsje fia ridlike parameterynstelling.

(2) Parallelle isometryske rigels. Bepaal de rigelbreedte en ôfstân, en folgje strikt de berekkene linebreedte en ôfstân by routing. De ôfstân tusken twa rigels moat altyd ûnferoare bliuwe, dat is, parallel bliuwe. D’r binne twa manieren fan parallellisme: ien is dat de twa rigels yn deselde side-by-side laach rinne, en de oare is dat de twa rigels yn ‘e over-under laach rinne. Besykje yn ‘t algemien it gebrûk fan it ferskilssignaal tusken de lagen te foarkommen, nammentlik om’t yn’ e eigentlike ferwurking fan PCB yn it proses, fanwegen de kaskadearjende gelamineerde útrjochtingsnauwkeurigens folle leger is dan levere tusken de etspresinsje, en yn it proses fan gelamineerd dielektrysk ferlies, kin net garandearje dat ferskil line -ôfstân gelyk is oan de dikte fan it dielektrike ynterlayer, sil it ferskil feroarsaakje tusken de lagen fan it ferskil fan impedansferoaring. It wurdt oanrikkemandearre om it ferskil safolle mooglik yn deselde laach te brûken.