कैसे नियंत्रित करें पीसीबी प्रतिबाधा?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. पीसीआई बस, पीसीआई-ई बस, यूएसबी, ईथरनेट, डीडीआर मेमोरी, एलवीडीएस सिग्नल इत्यादि जैसे सामान्य संकेतों को प्रतिबाधा नियंत्रण की आवश्यकता होती है। प्रतिबाधा नियंत्रण को अंततः पीसीबी डिजाइन के माध्यम से महसूस किया जाना चाहिए, जो पीसीबी बोर्ड प्रौद्योगिकी के लिए उच्च आवश्यकताओं को भी आगे बढ़ाता है। पीसीबी कारखाने के साथ संचार के बाद और ईडीए सॉफ्टवेयर के उपयोग के साथ संयुक्त, तारों के प्रतिबाधा को सिग्नल अखंडता की आवश्यकताओं के अनुसार नियंत्रित किया जाता है।

संबंधित प्रतिबाधा मान प्राप्त करने के लिए विभिन्न वायरिंग विधियों की गणना की जा सकती है।

Microstrip lines

• इसमें ग्राउंड प्लेन के साथ तार की एक पट्टी और बीच में डाइलेक्ट्रिक होता है। यदि ढांकता हुआ स्थिरांक, रेखा की चौड़ाई और जमीनी तल से इसकी दूरी नियंत्रित की जा सकती है, तो इसकी विशेषता प्रतिबाधा नियंत्रणीय है, और सटीकता ± 5% के भीतर होगी।

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

stripline

एक रिबन लाइन दो संवाहक विमानों के बीच ढांकता हुआ के बीच में तांबे की एक पट्टी होती है। 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%.

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The structure of multi-layer board:

पीसीबी प्रतिबाधा को अच्छी तरह से नियंत्रित करने के लिए, पीसीबी की संरचना को समझना आवश्यक है:

आमतौर पर जिसे हम मल्टीलेयर बोर्ड कहते हैं वह कोर प्लेट और सेमी-सॉलिडिड शीट से मिलकर बना होता है जो एक दूसरे से लैमिनेटेड होता है। कोर बोर्ड एक कठोर, विशिष्ट मोटाई, दो ब्रेड कॉपर प्लेट है, जो मुद्रित बोर्ड की मूल सामग्री है। 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.

आमतौर पर एक बहुपरत की सबसे बाहरी दो ढांकता हुआ परतें गीली परतें होती हैं, और इन दो परतों के बाहर तांबे की पन्नी की अलग-अलग परतों का उपयोग बाहरी तांबे की पन्नी के रूप में किया जाता है। बाहरी तांबे की पन्नी और आंतरिक तांबे की पन्नी की मूल मोटाई विनिर्देश आम तौर पर 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ लगभग 35um या 1.4mil) है, लेकिन सतह के उपचार की एक श्रृंखला के बाद, बाहरी तांबे की पन्नी की अंतिम मोटाई आम तौर पर लगभग बढ़ जाएगी एक आउंस। भीतरी तांबे की पन्नी कोर प्लेट के दोनों किनारों पर तांबे का आवरण है। अंतिम मोटाई मूल मोटाई से थोड़ी भिन्न होती है, लेकिन यह आमतौर पर नक़्क़ाशी के कारण कई um से कम हो जाती है।

The outermost layer of the multilayer board is the welding resistance layer, which is what we often say “green oil”, of course, it can also be yellow or other colors. 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.

जब मुद्रित बोर्ड की एक विशेष मोटाई बनाई जाती है, तो एक ओर, सामग्री मापदंडों के उचित विकल्प की आवश्यकता होती है, दूसरी ओर, अर्ध-ठीक शीट की अंतिम मोटाई प्रारंभिक मोटाई से छोटी होगी। निम्नलिखित एक विशिष्ट 6-लेयर लैमिनेटेड संरचना है:

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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:

सतह तांबे की पन्नी:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. परिष्करण के बाद अंतिम मोटाई लगभग 44um, 50um और 67um है।

कोर प्लेट: S1141A, मानक FR-4, दो ब्रेडेड कॉपर प्लेट आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। वैकल्पिक विनिर्देशों को निर्माता से संपर्क करके निर्धारित किया जा सकता है।

Semi-cured tablet:

निर्दिष्टीकरण (मूल मोटाई) 7628 (0.185 मिमी), 2116 (0.105 मिमी), 1080 (0.075 मिमी), 3313 (0.095 मिमी) हैं। दबाने के बाद वास्तविक मोटाई आमतौर पर मूल मूल्य से लगभग 10-15um कम होती है। एक ही घुसपैठ परत के लिए अधिकतम 3 अर्ध-ठीक गोलियों का उपयोग किया जा सकता है, और 3 अर्ध-ठीक गोलियों की मोटाई समान नहीं हो सकती है, कम से कम एक आधा ठीक गोलियों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन कुछ निर्माताओं को कम से कम दो का उपयोग करना चाहिए . यदि अर्ध-ठीक टुकड़े की मोटाई पर्याप्त नहीं है, तो कोर प्लेट के दोनों किनारों पर तांबे की पन्नी खोदी जा सकती है, और फिर अर्ध-ठीक टुकड़े को दोनों तरफ से बांधा जा सकता है, ताकि घुसपैठ की एक मोटी परत हो सके। हासिल।

प्रतिरोध वेल्डिंग परत:

कॉपर फ़ॉइल पर सोल्डर प्रतिरोध परत की मोटाई C2≈8-10um है। तांबे की पन्नी के बिना सतह पर सोल्डर प्रतिरोध परत की मोटाई C1 है, जो सतह पर तांबे की मोटाई के साथ बदलती है। जब सतह पर तांबे की मोटाई 45um, C1≈13-15um, और जब सतह पर तांबे की मोटाई 70um, C1≈17-18um होती है।

अनुप्रस्थ खंड:

हम सोचेंगे कि तार का क्रॉस सेक्शन एक आयत है, लेकिन यह वास्तव में एक समलम्ब है। टॉप लेयर को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, जब कॉपर फ़ॉइल की मोटाई 1OZ होती है, तो ट्रेपेज़ॉइड का ऊपरी निचला किनारा निचले निचले किनारे से 1MIL छोटा होता है। उदाहरण के लिए, यदि लाइन की चौड़ाई 5MIL है, तो ऊपर और नीचे की भुजाएँ लगभग 4MIL हैं और नीचे और नीचे की भुजाएँ लगभग 5MIL हैं। ऊपर और नीचे के किनारों के बीच का अंतर तांबे की मोटाई से संबंधित है। निम्न तालिका विभिन्न परिस्थितियों में समलम्ब चतुर्भुज के ऊपर और नीचे के बीच के संबंध को दर्शाती है।

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पारगम्यता: अर्ध-ठीक चादरों की पारगम्यता मोटाई से संबंधित है। निम्न तालिका विभिन्न प्रकार की अर्ध-ठीक चादरों की मोटाई और पारगम्यता मापदंडों को दर्शाती है:

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प्लेट का ढांकता हुआ स्थिरांक प्रयुक्त राल सामग्री से संबंधित है। FR4 प्लेट का ढांकता हुआ स्थिरांक 4.2 – 4.7 है, और आवृत्ति की वृद्धि के साथ घटता है।

ढांकता हुआ नुकसान कारक: गर्मी और ऊर्जा की खपत के कारण वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत ढांकता हुआ सामग्री को ढांकता हुआ नुकसान कहा जाता है, जिसे आमतौर पर ढांकता हुआ नुकसान कारक टैन द्वारा व्यक्त किया जाता है। S1141A का विशिष्ट मान 0.015 है।

मशीनिंग सुनिश्चित करने के लिए न्यूनतम लाइन चौड़ाई और लाइन स्पेसिंग: 4mil / 4mil।

प्रतिबाधा गणना उपकरण परिचय:

जब हम बहुपरत बोर्ड की संरचना को समझते हैं और आवश्यक मापदंडों में महारत हासिल करते हैं, तो हम ईडीए सॉफ्टवेयर के माध्यम से प्रतिबाधा की गणना कर सकते हैं। आप ऐसा करने के लिए एलेग्रो का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन मैं पोलर SI9000 की सलाह देता हूं, जो कि विशेषता प्रतिबाधा की गणना के लिए एक अच्छा उपकरण है और अब कई पीसीबी कारखानों द्वारा उपयोग किया जाता है।

डिफरेंशियल लाइन और सिंगल टर्मिनल लाइन दोनों के आंतरिक सिग्नल की विशेषता प्रतिबाधा की गणना करते समय, आपको कुछ विवरणों के कारण पोलर SI9000 और एलेग्रो के बीच केवल थोड़ा सा अंतर मिलेगा, जैसे कि तार के क्रॉस सेक्शन का आकार। हालांकि, अगर यह सतह सिग्नल की विशेषता प्रतिबाधा की गणना करना है, तो मेरा सुझाव है कि आप सतह मॉडल के बजाय लेपित मॉडल चुनें, क्योंकि ऐसे मॉडल सोल्डर प्रतिरोध परत के अस्तित्व को ध्यान में रखते हैं, इसलिए परिणाम अधिक सटीक होंगे। सोल्डर प्रतिरोध परत पर विचार करते हुए ध्रुवीय SI9000 के साथ गणना की गई सतह अंतर रेखा प्रतिबाधा का आंशिक स्क्रीनशॉट निम्नलिखित है:

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चूंकि सोल्डर प्रतिरोध परत की मोटाई आसानी से नियंत्रित नहीं होती है, बोर्ड निर्माता द्वारा अनुशंसित एक अनुमानित दृष्टिकोण का भी उपयोग किया जा सकता है: सतह मॉडल गणना से एक विशिष्ट मान घटाएं। यह अनुशंसा की जाती है कि अंतर प्रतिबाधा शून्य से 8 ओम हो और एकल-अंत प्रतिबाधा शून्य से 2 ओम हो।

तारों के लिए अंतर पीसीबी आवश्यकताएं

(1) वायरिंग मोड, पैरामीटर और प्रतिबाधा गणना निर्धारित करें। लाइन रूटिंग के लिए दो प्रकार के अंतर मोड हैं: बाहरी परत माइक्रोस्ट्रिप लाइन अंतर मोड और आंतरिक परत स्ट्रिप लाइन अंतर मोड। प्रतिबाधा की गणना संबंधित प्रतिबाधा गणना सॉफ्टवेयर (जैसे POLAR-SI9000) या उचित पैरामीटर सेटिंग के माध्यम से प्रतिबाधा गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है।

(२) समांतर सममितीय रेखाएँ। लाइन की चौड़ाई और रिक्ति निर्धारित करें, और रूट करते समय परिकलित लाइन की चौड़ाई और रिक्ति का सख्ती से पालन करें। समानांतर रखने के लिए दो पंक्तियों के बीच की दूरी हमेशा अपरिवर्तित रहनी चाहिए। 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. आम तौर पर परतों के बीच अंतर संकेत का उपयोग करने से बचने की कोशिश करें, क्योंकि प्रक्रिया में पीसीबी की वास्तविक प्रसंस्करण में, कैस्केडिंग के कारण टुकड़े टुकड़े संरेखण सटीकता नक़्क़ाशी परिशुद्धता के बीच प्रदान की तुलना में बहुत कम है, और टुकड़े टुकड़े में ढांकता हुआ नुकसान की प्रक्रिया में, अंतर की गारंटी नहीं दे सकता लाइन रिक्ति इंटरलेयर ढांकता हुआ की मोटाई के बराबर है, प्रतिबाधा परिवर्तन के अंतर की परतों के बीच अंतर का कारण होगा। जितना संभव हो सके उसी परत के भीतर अंतर का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।