प्रतिबाधा नियंत्रण के बिना, काफी संकेत प्रतिबिंब और विकृति का कारण होगा, जिसके परिणामस्वरूप डिजाइन विफलता होगी। 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 करने की जरूरत है, जो इसके लिए उच्च आवश्यकताओं को भी आगे रखता है पीसीबी बोर्ड प्रौद्योगिकी। 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।

माइक्रोस्ट्रिप लाइनें

इसमें ग्राउंड प्लेन और बीच में डाइइलेक्ट्रिक के साथ तार की एक पट्टी होती 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।

पीसीबी वायरिंग प्रतिबाधा को कैसे नियंत्रित करें

stripline

एक रिबन लाइन दो संवाहक विमानों के बीच ढांकता हुआ के बीच में तांबे की एक पट्टी होती है। यदि रेखा की मोटाई और चौड़ाई, माध्यम की ढांकता हुआ स्थिरांक, और दो परतों के जमीनी विमानों के बीच की दूरी को नियंत्रित किया जा सकता है, तो रेखा की विशेषता प्रतिबाधा नियंत्रित होती है, और सटीकता 10% के भीतर होती है।

पीसीबी वायरिंग प्रतिबाधा को कैसे नियंत्रित करें

बहु-परत बोर्ड की संरचना:

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। और अर्ध-ठीक टुकड़ा तथाकथित घुसपैठ परत का गठन करता है, कोर प्लेट को जोड़ने की भूमिका निभाता है, हालांकि एक निश्चित प्रारंभिक मोटाई होती है, लेकिन इसकी मोटाई को दबाने की प्रक्रिया में कुछ बदलाव होंगे।

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।

बहुपरत बोर्ड की सबसे बाहरी परत वेल्डिंग प्रतिरोध परत है, जिसे हम अक्सर “हरा तेल” कहते हैं, बेशक, यह पीला या अन्य रंग भी हो सकता है। सोल्डर प्रतिरोध परत की मोटाई आमतौर पर सटीक रूप से निर्धारित करना आसान नहीं होता है। सतह पर तांबे की पन्नी के बिना क्षेत्र तांबे की पन्नी वाले क्षेत्र की तुलना में थोड़ा मोटा है, लेकिन तांबे की पन्नी की मोटाई की कमी के कारण, तांबे की पन्नी अभी भी अधिक प्रमुख है, जब हम अपनी उंगलियों से मुद्रित बोर्ड की सतह को छू सकते हैं।

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:

पीसीबी वायरिंग प्रतिबाधा को कैसे नियंत्रित करें

पीसीबी पैरामीटर:

विभिन्न पीसीबी संयंत्रों में पीसीबी मापदंडों में मामूली अंतर होता है। सर्किट बोर्ड संयंत्र तकनीकी सहायता के साथ संचार के माध्यम से, हमने संयंत्र के कुछ पैरामीटर डेटा प्राप्त किया:

सतह तांबे की पन्नी:

तांबे की पन्नी की तीन मोटाई होती हैं जिनका उपयोग किया जा सकता है: 12um, 18um और 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।

अर्ध-ठीक टैबलेट:

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।

पीसीबी वायरिंग प्रतिबाधा को कैसे नियंत्रित करें

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:

पीसीबी वायरिंग प्रतिबाधा को कैसे नियंत्रित करें

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:

पीसीबी वायरिंग प्रतिबाधा को कैसे नियंत्रित करें

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। समांतरता के दो तरीके हैं: एक यह है कि दो रेखाएं एक ही साथ-साथ परत में चलती हैं, और दूसरी यह है कि दो रेखाएं ऊपर की परत में चलती हैं। 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।