How to control PCB wiring impedance?

Às aonais smachd impedance, bidh mòran meòrachadh agus saobhadh comharran air adhbhrachadh, agus bidh dealbhadh a ’fàiligeadh. Feumaidh comharran cumanta, leithid bus PCI, bus PCI-E, USB, Ethernet, cuimhne DDR, comharra LVDS, msaa, uile smachd impedance. Impedance control ultimately needs to be realized through PCB design, which also puts forward higher requirements for PCB bòrd 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.

ipcb

Faodar diofar dhòighean wiridh obrachadh a-mach gus an luach impedance co-fhreagarrach fhaighinn.

Loidhnichean microstrip

It consists of a strip of wire with the ground plane and dielectric in the middle. Ma tha smachd air an seasmhach dielectric, leud na loidhne, agus an astar bhon phlèana talmhainn, tha smachd air a bhacadh sònraichte, agus bidh an cruinneas taobh a-staigh ± 5%.

How to control PCB wiring impedance

Stripline

Tha loidhne rioban na stiall de chopar ann am meadhan an dielectric eadar dà phlèana giùlain. Ma tha tiugh is leud na loidhne, seasmhach dielectric a ’mheadhan, agus an astar eadar plèanaichean talmhainn an dà shreath comasach a riaghladh, tha smachd air bacadh sònraichte na loidhne, agus tha an cruinneas taobh a-staigh 10%.

How to control PCB wiring impedance

Structar bòrd ioma-fhilleadh:

Gus smachd a chumail air bacadh PCB gu math, feumar structar PCB a thuigsinn:

Mar as trice tha an rud ris an can sinn bòrd multilayer air a dhèanamh suas de phlàta bunaiteach agus duilleag leth-chruaidh lannaichte còmhla ri chèile. Tha bòrd bunaiteach na thiugh cruaidh, sònraichte, dà phlàta copair arain, a tha na stuth bunaiteach den bhòrd clò-bhuailte. Agus tha am pìos leth-leigheasach a ’dèanamh suas an t-sreath in-shìoladh ris an canar, a’ cluich an àite a bhith a ’ceangal a’ phrìomh phlàta, ged a tha beagan tiugh tùsail ann, ach le bhith a ’brùthadh a thiugh thig cuid de dh’ atharrachaidhean.

Mar as trice is e sreathan fliuch a th ’anns an dà shreath dielectric as fhaide a-muigh, agus tha sreathan foil copair air an cleachdadh air taobh a-muigh an dà shreath sin mar am foil copair a-muigh. Tha an sònrachadh tiugh tùsail de foil copair a-muigh agus foil copair a-staigh sa chumantas 0.5oz, 1OZ, 2OZ (tha 1OZ timcheall air 35um no 1.4mil), ach às deidh sreath de làimhseachadh uachdar, mar as trice bidh an tighead deireannach de foil copair a-muigh ag àrdachadh le timcheall air 1OZ. Is e am foil copar a-staigh an còmhdach copair air gach taobh den phrìomh phlàta. Chan eil an tighead mu dheireadh glè eadar-dhealaichte bhon tighead tùsail, ach mar as trice tha e air a lughdachadh le grunn um mar thoradh air searbhag.

Is e an ìre as iomallaiche den bhòrd multilayer an ìre dìon tàthaidh, agus is e sin a chanas sinn gu tric “ola uaine”, gu dearbh, faodaidh e a bhith buidhe no dathan eile cuideachd. Mar as trice chan eil tiugh an t-sreath dìon solder furasta a dhearbhadh gu ceart. Tha an sgìre gun foil copair air an uachdar beagan nas tiugh na an sgìre le foil copair, ach air sgàth dìth tiugh foil copair, mar sin tha am foil copar fhathast nas fhollaisiche, nuair a chuireas sinn uachdar a ’bhùird clò-bhuailte le ar corragan a’ faireachdainn.

Nuair a thèid tiugh sònraichte den bhòrd clò-bhuailte a dhèanamh, air an aon làimh, feumar taghadh reusanta de pharamadairean stuthan, air an làimh eile, bidh an tighead mu dheireadh den duilleag leth-leigheis nas lugha na an tighead tùsail. Tha na leanas mar structar lannaichte àbhaisteach 6-ìre:

How to control PCB wiring impedance

Paramadairean PCB:

Tha eadar-dhealachaidhean beaga aig diofar lusan PCB ann am paramadairean PCB. Tro chonaltradh le taic theicnigeach planntrais bùird cuairte, fhuair sinn cuid de dhàta paramadair den lus:

Foill copair uachdar:

Tha trì tiugh de foil copair ann a ghabhas cleachdadh: 12um, 18um agus 35um. Tha an tighead mu dheireadh an dèidh crìochnachadh mu 44um, 50um agus 67um.

Plàta bunaiteach: S1141A, FR-4 àbhaisteach, dà phlàta copair arain air an cleachdadh gu cumanta. Faodar na mion-chomharrachaidhean roghainneil a dhearbhadh le bhith a ’cur fios chun neach-dèanamh.

Clàr leth-leigheas:

Is e sònrachaidhean (tiugh tùsail) 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). Tha an fhìor thiugh an dèidh brùthadh mar as trice timcheall air 10-15um nas lugha na an luach tùsail. Faodar 3 tablaidean leth-leigheasach a chleachdadh aig a ’char as àirde airson an aon fhilleadh in-shìoladh, agus chan urrainn do thiugh 3 tablaidean leth-leigheas a bhith co-ionann, faodar co-dhiù aon leth-chlàr leigheis a chleachdadh, ach feumaidh cuid de luchd-saothrachaidh co-dhiù dhà a chleachdadh . Mura h-eil tiugh a ’phìos leth-leigheas gu leòr, faodaidh am foil copair air gach taobh den phlàta cridhe a bhith air a shnaidheadh ​​dheth, agus an uairsin faodar am pìos leth-leigheas a cheangal air gach taobh, gus an tèid còmhdach infiltration nas tiugh a bhith air a choileanadh.

Còmhdach tàthaidh an aghaidh:

Is e tiugh an t-sreath dìon solder air an foil copar C2≈8-10um. Is e tiugh an t-sreath dìon solder air an uachdar gun foil copar C1, a tha ag atharrachadh le tiugh copair air an uachdar. Nuair a tha tiugh copair air an uachdar 45um, C1≈13-15um, agus nuair a tha tiugh copair air an uachdar 70um, C1≈17-18um.

Earrann tarsainn:

Bhiodh sinn a ’smaoineachadh gur e ceart-cheàrnach a th’ ann an crois-earrann de uèir, ach gu dearbh is e trapezoid a th ’ann. A ’gabhail an ìre TOP mar eisimpleir, nuair a tha tiugh foil copair 1OZ, tha an oir ìosal as àirde de trapezoid 1MIL nas giorra na an oir ìosal as ìsle. Mar eisimpleir, ma tha leud na loidhne 5MIL, tha na taobhan àrda is ìosal mu 4MIL agus tha na taobhan ìosal is ìosal mu 5MIL. Tha an eadar-dhealachadh eadar oirean mullach is bonn co-cheangailte ri tiugh copair. Tha an clàr a leanas a ’sealltainn an dàimh eadar mullach is bonn trapezoid fo chumhachan eadar-dhealaichte.

How to control PCB wiring impedance

Ceadaidheachd: Tha ceadachd dhuilleagan leth-leigheasach co-cheangailte ri tiugh. Tha an clàr a leanas a ’sealltainn paramadairean tiugh is ceadachd diofar sheòrsaichean de dhuilleagan leth-leigheasach:

How to control PCB wiring impedance

Tha seasmhachd dielectric a ’phlàta co-cheangailte ris an stuth roisinn a thathar a’ cleachdadh. Is e an seasmhach dielectric de phlàta FR4 4.2 – 4.7, agus a ’lùghdachadh leis an àrdachadh tricead.

Factar call dielectric: is e call dielectric a chanar ri stuthan dielectric fo ghnìomh achadh dealain eile, mar thoradh air caitheamh teas is lùth, mar as trice air a chuir an cèill le factar call dielectric Tan δ. Is e an luach àbhaisteach airson S1141A 0.015.

Leud loidhne as ìsle agus farsaingeachd loidhne gus dèanamh cinnteach à innealachadh: 4mil / 4mil.

Ro-ràdh inneal àireamhachaidh bacadh:

Nuair a thuigeas sinn structar a ’bhùird ioma-inneal agus maighstireachd na paramadairean a tha a dhìth, is urrainn dhuinn tomhas a dhèanamh air a’ bhacadh tro bhathar-bog EDA. Faodaidh tu Allegro a chleachdadh gus seo a dhèanamh, ach tha mi a ’moladh Polar SI9000, a tha na inneal math airson a bhith a’ tomhas bacadh caractar agus a tha a-nis air a chleachdadh le mòran fhactaraidhean PCB.

Nuair a bhios tu a ’tomhas buaidh caractar an comharra a-staigh an dà chuid an loidhne eadar-dhealaichte agus an loidhne crìochnachaidh singilte, chan fhaigh thu ach beagan eadar-dhealachaidh eadar Polar SI9000 agus Allegro air sgàth cuid de mhion-fhiosrachadh, leithid cumadh crois-earrann na h-uèir. Ach, ma tha e gu bhith a ’tomhas buaidh caractar an comharra Surface, tha mi a’ moladh dhut am modal Coated a thaghadh an àite a ’mhodail Surface, oir tha modailean mar sin a’ toirt aire do bhith an sàs ann an còmhdach solder, agus mar sin bidh na toraidhean nas cruinne. Tha na leanas mar phàirt de dhealbh-sgrìn den bhacadh loidhne diofraichte uachdar air a thomhas le Polar SI9000 a ’beachdachadh air an ìre dìon solder:

How to control PCB wiring impedance

Leis nach eil tiugh an t-sreath resister solder furasta a smachdachadh, faodar dòigh tuairmseach a chleachdadh cuideachd, mar a mhol neach-dèanamh a ’bhùird: thoir air falbh luach sònraichte bho àireamhachadh modail Surface. Thathas a ’moladh gum bi am bacadh eadar-dhealaichte nas lugha na 8 ohms agus gum bi an casg aon-cheann nas lugha na 2 ohms.

Riatanasan PCB eadar-dhealaichte airson uèirleadh

(1) Obraich a-mach am modh wiring, paramadairean agus àireamhachadh impedance. Tha dà sheòrsa de mhodhan eadar-dhealachaidh ann airson slighe loidhne: modh eadar-dhealachaidh loidhne microstrip còmhdach a-muigh agus modh eadar-dhealachaidh loidhne stiall còmhdach a-staigh. Faodar bacadh a thomhas le bathar-bog àireamhachaidh impedance co-cheangailte (leithid POLAR-SI9000) no foirmle àireamhachaidh impedance tro shuidheachadh paramadair reusanta.

(2) Loidhnichean isometric co-shìnte. Obraich a-mach leud is farsaingeachd na loidhne, agus lean gu teann an leud loidhne a tha air a thomhas agus farsaingeachd nuair a bhios tu a ’dol. Feumaidh an farsaingeachd eadar dà loidhne fuireach gun atharrachadh, is e sin, gus cumail co-shìnte. Tha dà dhòigh air co-shìnteachd: is e aon dhiubh gu bheil an dà loidhne a ’coiseachd san aon fhilleadh taobh ri taobh, agus am fear eile gu bheil an dà loidhne a’ coiseachd anns an fhilleadh a tha ro ìosal. San fharsaingeachd feuch ri bhith a ’seachnadh a bhith a’ cleachdadh an comharra eadar-dhealachaidh eadar na sreathan, is e sin air sgàth gu bheil fìor ghiullachd PCB sa phròiseas, air sgàth gu bheil cruinneas co-thaobhadh lannaichte mòran nas ìsle na tha air a sholarachadh eadar an cruinneas searbhachaidh, agus ann am pròiseas call dielectric lannaichte, chan urrainn gealltainn gu bheil farsaingeachd loidhne eadar-dhealachaidh co-ionann ri tiugh an dielectric interlayer, ag adhbhrachadh an eadar-dhealachadh eadar na sreathan de dh ’eadar-dhealachadh atharrachadh impedance. Thathas a ’moladh an eadar-dhealachadh a chleachdadh taobh a-staigh an aon fhilleadh cho mòr‘ s a ghabhas.