With the increasing speed of Pkb siyal chanje, konsèpteur PCB jodi a bezwen konprann ak kontwole enpedans nan tras PCB. Korespondan nan tan ki pi kout transmisyon siyal ak pi wo pousantaj revèy nan sikwi modèn dijital, tras PCB yo pa koneksyon ki senp, men liy transmisyon.

Ki jan yo kontwole enpedans PCB

Nan pratik, li nesesè pou kontwole tras enpedans lè vitès dijital majinal depase 1ns oswa frekans analòg depase 300Mhz. Youn nan paramèt kle yo nan yon tras PCB se enpedans karakteristik li yo (rapò a nan vòltaj aktyèl kòm vag la vwayaje sou liy lan transmisyon siyal). Enpedans karakteristik fil sou tablo sikwi enprime a se yon endèks enpòtan nan konsepsyon tablo sikwi, espesyalman nan konsepsyon PCB sikwi frekans segondè, li dwe konsidere si enpedans karakteristik fil la konsistan avèk enpedans karakteristik aparèy la oswa siyal la egzije. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Kontwòl enpedans

EImpedance Controling, kondiktè a nan tablo sikwi a ap gen tout kalite transmisyon siyal, yo nan lòd yo amelyore vitès transmisyon an epi yo dwe ogmante frekans li yo, si liy nan tèt li akòz grave, anpile epesè, lajè fil ak lòt faktè diferan, ap lakòz valè enpedans chanjman, distòsyon siyal la. Se poutèt sa, yo ta dwe valè enpedans nan kondiktè a sou tablo a sikwi segondè-vitès nan yon seri sèten, ke yo rekonèt kòm “kontwòl enpedans”.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Faktè prensipal ki afekte enpedans nan fil elektrik PCB yo se: lajè fil kwiv, epesè fil kwiv, konstan dyelèktrik mwayen, epesè mwayen, epesè pad, chemen fil tè, fil elektrik alantou fil elektrik la. , elatriye PCB enpedans chenn nan 25 a 120 ohm.

Nan pratik, yon liy transmisyon PCB anjeneral konsiste de yon tras, youn oswa plis kouch referans, ak materyèl izolasyon. Tras ak kouch fòme enpedans kontwòl la. PCBS yo pral souvan milti-kouch, ak enpedans kontwòl la ka konstwi nan yon varyete fason. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Lajè ak epesè nan tras siyal

Wotè nan materyèl la nwayo oswa ranpli sou chak bò nan tras la

Konfigirasyon nan tras ak plak

Insulation constants of core and prefilled materials

Liy transmisyon PCB vini nan de fòm prensipal: Microstrip ak Stripline.

Microstrip:

Yon liy microstrip se yon kondiktè teren ak yon avyon referans sou yon sèl bò, ak tèt la ak kote ekspoze a lè (oswa kouvwi), pi wo a sifas la nan izolasyon konstan tablo a sikwi Er, ak ekipman pou pouvwa a oswa baz kòm yon referans. Jan yo montre anba a:

Remak: Nan manifakti PCB aktyèl la, manifakti tablo a anjeneral kouvri sifas PCB la ak yon kouch lwil oliv vèt, kidonk nan kalkil enpedans aktyèl la, modèl ki endike anba a anjeneral yo itilize pou kalkil liy mikrostrip sifas la:

Stripline:

Yon liy riban se yon riban nan fil mete ant de avyon referans, jan yo montre nan figi ki anba a. Konstant konstan dyelèktrik yo reprezante pa H1 ak H2 kapab diferan.

The above two examples are only a typical demonstration of microstrip lines and ribbon lines. There are many kinds of specific microstrip lines and ribbon lines, such as coated microstrip lines, which are related to the specific laminated structure of PCB.

The equations used to calculate the characteristic impedances require complex mathematical calculations, usually using field solving methods, including boundary element analysis, so using the specialized impedance calculation software SI9000, all we need to do is control the parameters of the characteristic impedances:

Dielectric constant Er, wiring width W1, W2 (trapezoid), wiring thickness T and insulation layer thickness H.

W1, W2:

The calculated value must be within the red box. Ak sou sa.

SI9000 yo itilize pou kalkile si kondisyon kontwòl enpedans yo satisfè:

Premye kalkile kontwòl la enpedans sèl-fen nan liy done DDR:

TOP kouch: 0.5oz epesè kòb kwiv mete, 5MIL lajè fil, 3.8mil distans soti nan avyon an referans, dyelèktrik konstan 4.2. Chwazi modèl la, ranplase nan paramèt yo, epi chwazi Lossless Kalkil, jan yo montre nan figi a:

CoaTIng vle di coaTIng, epi si pa gen okenn coTIng, ranpli 0 nan epesè ak 1 nan Dielectric (dyelèktrik konstan) (lè).

Substrate kanpe pou kouch substra, se sa ki, kouch dyelèktrik, jeneralman lè l sèvi avèk fr-4, epesè kalkile pa lojisyèl kalkil enpedans, dyelèktrik konstan 4.2 (frekans mwens pase 1GHz).

Click on Weight (oz) to set the thickness of the copper layer, which determines the thickness of the cable.

9. Prepreg / Nwayo konsèp nan kouch izolasyon:

PP (Prepreg) se yon kalite materyèl Dielectric, ki konpoze de fib vè ak résine epoksidik. Nwayo se aktyèlman yon TIP PP mwayen, men de kote li yo kouvri ak FOIL kwiv, pandan y ap PP se pa. Lè w ap fè ankadreman multikouch, nwayo ak PP yo anjeneral yo itilize ansanm, epi PP yo itilize pou kosyon ant nwayo ak nwayo.

10. Zafè ki bezwen atansyon nan konsepsyon laminasyon PCB

(1) Pwoblèm Warpage

Konsepsyon kouch PCB la ta dwe simetrik, se sa ki, epesè kouch mwayen ak kouch kwiv nan chak kouch yo ta dwe simetrik. Pran sis kouch pou egzanp, epesè nan tèt-GND ak anba-pouvwa mwayen yo ta dwe konsistan avèk epesè nan kwiv, AK sa yo ki an GND-L2 ak L3-POWER mwayen yo ta dwe konsistan avèk epesè nan kwiv. Sa a pa pral chèn lè LAMINATING.

(2) Kouch siyal la ta dwe byen makonnen ak avyon referans adjasan an (ki vle di, epesè mwayen ant kouch siyal la ak kouch kouch adjasan kwiv la ta dwe piti anpil); Pouvwa kwiv abiye ak tè kwiv abiye yo ta dwe byen makonnen.

(3) Nan ka vitès trè wo, kouch siplemantè yo ka ajoute pou izole kouch siyal la, men li rekòmande pou pa izole kouch pouvwa miltip, ki ka lakòz entèferans bri nesesè.

(4) Distribisyon tipik kouch konsepsyon laminated yo montre nan tablo sa a:

(5) Prensip jeneral aranjman kouch:

Anba sifas konpozan an (dezyèm kouch la) se avyon tè a, ki bay kouch pwoteksyon aparèy la ak avyon referans lan pou fil elektrik kouch anwo a;

Tout kouch siyal yo adjasan a avyon an tè osi lwen ke posib.

Evite adjasans dirèk ant de kouch siyal osi lwen ke posib;

Ekipman pou pouvwa prensipal la ta dwe adjasan ke posib;

Se simetri nan estrikti Plastifye pran an kont.

For the layer layout of the motherboard, it is difficult for the existing motherboard to control the parallel long-distance wiring, and the working frequency of the board level is above 50MHZ

(Pou kondisyon ki anba a 50MHZ, tanpri al gade li epi detann li kòmsadwa), se prensip Layout sijere:

Sifas eleman ak sifas soude yo konplè avyon tè (plak pwotèj);

Pa gen kouch paralèl fil elektrik adjasan;

Tout kouch siyal yo adjasan a avyon an tè osi lwen ke posib.

Siyal kle a adjasan a fòmasyon an epi li pa travèse zòn segmentasyon an.