Impedancia -szabályozás nélkül jelentős jelvisszaverődés és torzulás keletkezik, ami a tervezés meghibásodásához vezet. A közös jelek, például a PCI busz, a PCI-E busz, az USB, az Ethernet, a DDR memória, az LVDS jel stb., Mind impedancia szabályozást igényelnek. Az impedancia szabályozást végső soron a PCB tervezésen keresztül kell megvalósítani, ami szintén magasabb követelményeket támaszt PCB kártya technológia. A PCB gyárral folytatott kommunikáció és az EDA szoftver használatával kombinálva a vezetékek impedanciáját a jel integritásának követelményei szerint szabályozzák.

Különféle huzalozási módszereket lehet kiszámítani a megfelelő impedancia érték eléréséhez.

Microstrip vonalak

Ez egy huzalcsíkból áll, földelő síkkal és dielektrikummal a közepén. Ha a dielektromos állandó, a vonal szélessége és az alap síktól való távolsága szabályozható, akkor a jellemző impedancia szabályozható, és a pontosság ± 5%-on belül lesz.

Hogyan lehet szabályozni a NYÁK vezetékek impedanciáját

Csíkvonal

A szalagvonal egy rézcsík a dielektrikum közepén két vezető sík között. Ha a vonal vastagsága és szélessége, a közeg dielektromos állandója és a két réteg talajsíkai közötti távolság szabályozható, akkor a vonal jellemző impedanciája szabályozható, és a pontosság 10%-on belül van.

Hogyan lehet szabályozni a NYÁK vezetékek impedanciáját

A többrétegű lemez szerkezete:

A PCB impedancia megfelelő szabályozása érdekében meg kell érteni a PCB szerkezetét:

Általában az, amit többrétegű lemeznek nevezünk, maglemezből és egymással együtt laminált félig megszilárdult lemezből áll. A maglap kemény, meghatározott vastagságú, kétkenyeres rézlemez, amely a nyomtatott tábla alapanyaga. És a félig kikeményedett darab alkotja az úgynevezett beszivárgó réteget, szerepet játszik a maglemez összeragasztásában, bár van egy bizonyos kezdeti vastagság, de a sajtolás során vastagságában bizonyos változások következnek be.

Általában a többrétegű legkülső két dielektromos réteg nedvesített réteg, és különálló rézfólia rétegeket használnak e két réteg külső részén külső rézfóliaként. A külső rézfólia és a belső rézfólia eredeti vastagsági előírása általában 0.5 oz, 1 OZ, 2 OZ (1 OZ körülbelül 35 um vagy 1.4 mm), de egy sor felületkezelés után a külső rézfólia végső vastagsága általában kb. 1 UNCIA. A belső rézfólia a maglemez mindkét oldalán található rézborítás. A végső vastagság alig különbözik az eredeti vastagságtól, de a maratás miatt általában több um -rel csökken.

A többrétegű tábla legkülső rétege a hegesztési ellenálló réteg, amit gyakran „zöld olajnak” mondunk, természetesen lehet sárga vagy más színű is. A forrasztási ellenálló réteg vastagságát általában nem könnyű pontosan meghatározni. A rézfólia nélküli felület a felületen valamivel vastagabb, mint a rézfóliával, de a rézfólia vastagságának hiánya miatt a rézfólia még mindig kiemelkedőbb, amikor ujjainkkal megérintjük a nyomtatott tábla felületét.

Ha a nyomtatott tábla adott vastagságát készítik, egyrészt az anyagparaméterek ésszerű megválasztása szükséges, másrészt a félig kikeményedett lemez végső vastagsága kisebb lesz, mint a kezdeti vastagság. A következő egy tipikus 6 rétegű laminált szerkezet:

Hogyan lehet szabályozni a NYÁK vezetékek impedanciáját

PCB paraméterek:

A különböző NYÁK -üzemekben kismértékű eltérések vannak a NYÁK -paraméterekben. Az áramköri lapok műszaki támogatásával folytatott kommunikáció révén néhány paraméteradatot szereztünk az üzemről:

Felületi rézfólia:

Három vastagságú rézfólia használható: 12um, 18um és 35um. A végső vastagság befejezés után körülbelül 44um, 50um és 67um.

Mag lemez: S1141A, szabványos FR-4, általában két panírozott rézlemezt használnak. Az opcionális specifikációkat a gyártóval való kapcsolatfelvétel alapján lehet meghatározni.

Félig kikeményedett tabletta:

A specifikációk (eredeti vastagság) 7628 (0.185 mm), 2116 (0.105 mm), 1080 (0.075 mm), 3313 (0.095 mm). A préselés utáni tényleges vastagság általában körülbelül 10-15 um kisebb, mint az eredeti érték. Ugyanazon infiltrációs réteghez legfeljebb 3 félig pácolt tabletta használható, és 3 félig kikeményedett tabletta vastagsága nem lehet azonos, legalább egy félig kikeményedett tabletta használható, de egyes gyártóknak legalább kettőt kell használniuk . Ha a félig kikeményedett darab vastagsága nem elegendő, akkor a maglemez mindkét oldalán levő rézfólia maratható, majd a félig kikeményedett darab mindkét oldalán ragasztható, így vastagabb beszivárgó réteget lehet kialakítani. elért.

Ellenálláshegesztési réteg:

A forrasztásálló réteg vastagsága a rézfólián C2≈8-10um. A forrasztásálló réteg vastagsága a felületen rézfólia nélkül C1, amely a felületen lévő réz vastagságától függően változik. Ha a réz vastagsága a felületen 45um, C1≈13-15um, és ha a réz vastagsága a felületen 70um, C1≈17-18um.

Keresztmetszet:

Azt gondolnánk, hogy a vezeték keresztmetszete téglalap, de valójában trapéz. Példaként a TOP réteget tekintve, ha a rézfólia vastagsága 1OZ, a trapéz felső alsó széle 1 MIL -rel rövidebb, mint az alsó alsó széle. Például, ha a vonal szélessége 5 MIL, akkor a felső és alsó oldala körülbelül 4 MIL, az alsó és alsó oldala pedig körülbelül 5 MIL. A felső és alsó élek közötti különbség a réz vastagságával függ össze. Az alábbi táblázat bemutatja a trapéz felső és alsó kapcsolatait különböző körülmények között.

Hogyan lehet szabályozni a NYÁK vezetékek impedanciáját

Megengedhetőség: A félig kikeményedett lemezek áteresztőképessége a vastagsággal függ össze. Az alábbi táblázat a különböző típusú félig keményített lemezek vastagságát és áteresztési paramétereit mutatja be:

Hogyan lehet szabályozni a NYÁK vezetékek impedanciáját

A lemez dielektromos állandója a felhasznált gyantaanyaghoz kapcsolódik. Az FR4 lemez dielektromos állandója 4.2 – 4.7, és a frekvencia növekedésével csökken.

Dielektromos veszteségtényező: a dielektromos anyagokat váltakozó elektromos tér hatására, a hő- és energiafogyasztás miatt dielektromos veszteségnek nevezzük, amelyet általában Tan δ dielektromos veszteségi tényezővel fejeznek ki. Az S1141A tipikus értéke 0.015.

Minimális sortávolság és sorköz a megmunkálás biztosítása érdekében: 4mil/4mil.

Az impedanciaszámító eszköz bevezetése:

Amikor megértjük a többrétegű kártya szerkezetét és elsajátítjuk a szükséges paramétereket, az impedanciát az EDA szoftver segítségével tudjuk kiszámítani. Ehhez használhatja az Allegro -t, de én a Polar SI9000 -et javaslom, amely jó eszköz a jellegzetes impedancia kiszámításához, és ma már sok PCB -gyár használja.

A differenciálvonal és az egyetlen kapocsvonal belső jelének jellemző impedanciájának kiszámításakor néhány részlet, például a huzal keresztmetszete miatt csak kismértékű különbséget talál a Polar SI9000 és az Allegro között. Ha azonban a Surface jel jellemző impedanciáját kell kiszámítani, javaslom, hogy a Surface modell helyett a Coated modellt válassza, mert az ilyen modellek figyelembe veszik a forrasztási ellenállási réteg meglétét, így az eredmények pontosabbak lesznek. Az alábbiakban részleges képernyőkép látható a felületi differenciális vonalimpedanciáról, amelyet Polar SI9000 készülékkel számoltak, figyelembe véve a forrasztási ellenállási réteget:

Hogyan lehet szabályozni a NYÁK vezetékek impedanciáját

Mivel a forrasztásgátló réteg vastagsága nem könnyen szabályozható, hozzávetőleges megközelítés is alkalmazható, amint azt a lap gyártója ajánlja: vonjon le egy adott értéket a Surface modell számításából. Ajánlott, hogy a differenciális impedancia mínusz 8 ohm, az egyvégű impedancia pedig mínusz 2 ohm legyen.

Különböző NYÁK -követelmények a kábelezéshez

(1) Határozza meg a bekötési módot, a paramétereket és az impedancia számítását. A vonalvezetéshez kétféle különbségmód létezik: a külső réteg mikroszalagos vonalkülönbség -módja és a belső rétegszalag -vonalkülönbség -mód. Az impedancia kiszámítható a kapcsolódó impedancia-számítási szoftverrel (például POLAR-SI9000) vagy az impedancia-számítási képlettel az ésszerű paraméterek beállításával.

(2) Párhuzamos izometrikus egyenesek. Határozza meg a vonal szélességét és távolságát, és szigorúan kövesse a számított vonalszélességet és távolságot az útvonaltervezés során. A két sor közötti távolságnak mindig változatlannak kell maradnia, azaz párhuzamosnak kell maradnia. A párhuzamosságnak két módja van: az egyik az, hogy a két vonal ugyanabban az egymás melletti rétegben jár, a másik pedig az, hogy a két vonal az alsó rétegben halad. Általában próbálja meg elkerülni a rétegek közötti különbségjel használatát, nevezetesen azért, mert a folyamatban lévő PCB tényleges feldolgozásakor a kaszkád laminált igazítás miatt a pontosság jóval alacsonyabb, mint a maratási pontosság és a laminált dielektromos veszteség között, nem tudja garantálni a különbséget a sortávolság megegyezik a rétegközi dielektrikum vastagságával, ez okozza a különbséget az impedanciaváltozás különbségének rétegei között. Javasoljuk, hogy a különbséget lehetőleg ugyanazon a rétegen belül használja.