How to control PCB դիմադրություն?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Ընդհանուր ազդանշանները, ինչպիսիք են PCI ավտոբուսը, PCI-E ավտոբուսը, USB- ը, Ethernet- ը, DDR հիշողությունը, LVDS ազդանշանը և այլն, բոլորը դիմադրության վերահսկման կարիք ունեն: Թողարկման վերահսկողությունը, ի վերջո, պետք է իրականացվի PCB- ի նախագծման միջոցով, ինչը նաև առաջացնում է PCB տախտակի տեխնոլոգիայի ավելի բարձր պահանջներ: PCB գործարանի հետ հաղորդակցվելուց և EDA ծրագրակազմի օգտագործումից հետո էլեկտրագծերի դիմադրողականությունը վերահսկվում է ըստ ազդանշանի ամբողջականության պահանջների:

Էլեկտրագծերի տարբեր մեթոդներ կարող են հաշվարկվել `համապատասխան դիմադրության արժեքը ստանալու համար:

Microstrip lines

• It consists of a strip of wire with the ground plane and dielectric in the middle. Եթե ​​դիէլեկտրիկ հաստատունը, գծի լայնությունը և դրա հեռավորությունը գետնից հարթության վրա վերահսկելի են, ապա դրա բնորոշ դիմադրողականությունը վերահսկելի է, իսկ ճշտությունը կլինի ± 5%-ի սահմաններում:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Stripline

A ribbon line is a strip of copper in the middle of the dielectric between two conducting planes. 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%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

The structure of multi-layer board:

PCB- ի դիմադրությունը լավ վերահսկելու համար անհրաժեշտ է հասկանալ PCB- ի կառուցվածքը.

Սովորաբար այն, ինչ մենք անվանում ենք բազմաշերտ տախտակ, կազմված է միջուկային թիթեղից և միմյանց հետ լամինացված կիսամյակային ամուր թերթիկից: Հիմնական տախտակը կոշտ, հատուկ հաստություն է, երկու հացի պղնձե ափսե, որը տպագիր տախտակի հիմնական նյութն է: Իսկ կիսամշակված կտորը կազմում է այսպես կոչված ներթափանցման շերտը, խաղում է միջուկի ափսեի միացման դերը, չնայած որ կա որոշակի նախնական հաստություն, սակայն դրա հաստությունը սեղմելու գործընթացում տեղի կունենան որոշ փոփոխություններ:

Սովորաբար բազմաշերտ արտաքին ամենաերկար երկու դիէլեկտրիկ շերտերը թրջված են, իսկ պղնձե փայլաթիթեղի առանձին շերտերն օգտագործվում են այս երկու շերտերի արտաքին մասում `որպես արտաքին պղնձե փայլաթիթեղ: Արտաքին պղնձե փայլաթիթեղի և ներքին պղնձե փայլաթիթեղի հաստության բնութագիրը հիմնականում 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ- ը մոտ 35um կամ 1.4mil է), բայց մի շարք մակերեսային մշակումից հետո արտաքին պղնձե փայլաթիթեղի վերջնական հաստությունը ընդհանուր առմամբ կավելանա մոտ 1 ՕZ Ներքին պղնձե փայլաթիթեղը պղնձե ծածկույթ է միջուկային ափսեի երկու կողմերում: Վերջնական հաստությունը փոքր -ինչ տարբերվում է սկզբնական հաստությունից, բայց այն ընդհանրապես կրճատվում է մի քանի um- ով `փորագրության պատճառով:

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.

Երբ կատարվում է տպագիր տախտակի որոշակի հաստություն, մի կողմից պահանջվում է նյութի պարամետրերի ողջամիտ ընտրություն, մյուս կողմից `կիսամշակված թերթի վերջնական հաստությունը կլինի ավելի փոքր, քան սկզբնական հաստությունը: Հետևյալը տիպիկ 6-շերտ լամինացված կառույց է.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

PCB parameters:

PCB- ի տարբեր գործարաններ փոքր տարբերություններ ունեն PCB- ի պարամետրերի մեջ: Տախտակների գործարանի տեխնիկական աջակցության հետ կապի միջոցով մենք ստացանք գործարանի որոշ պարամետրային տվյալներ.

Մակերևութային պղնձե փայլաթիթեղ.

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Ավարտելուց հետո վերջնական հաստությունը մոտ 44um, 50um և 67um է:

Core plate: S1141A, standard FR-4, two breaded copper plates are commonly used. The optional specifications can be determined by contacting the manufacturer.

Semi-cured tablet:

Տեխնիկական պայմաններ (սկզբնական հաստություն) են 7628 (0.185 մմ), 2116 (0.105 մմ), 1080 (0.075 մմ), 3313 (0.095 մմ): Սեղմումից հետո իրական հաստությունը սովորաբար մոտ 10-15um փոքր է, քան սկզբնական արժեքը: Նույն ներթափանցման շերտի համար կարող են օգտագործվել առավելագույնը 3 կիսամշակված հաբեր, իսկ 3 կիսամշակված հաբերերի հաստությունը չի կարող նույնը լինել, կարող է օգտագործվել առնվազն մեկ կես դեղահատ, սակայն որոշ արտադրողներ պետք է օգտագործեն առնվազն երկուսը: . Եթե ​​կիսամշակված կտորի հաստությունը բավարար չէ, ապա միջուկի ափսեի երկու կողմերում պղնձե փայլաթիթեղը կարելի է փորագրել, այնուհետև կիսամշակված կտորը կարելի է ամրացնել երկու կողմից, այնպես որ կարող է ներթափանցման ավելի հաստ շերտ լինել: ձեռք բերված:

Դիմադրության եռակցման շերտ.

Պղնձե փայլաթիթեղի վրա զոդման դիմադրող շերտի հաստությունը C2≈8-10um է: Surfaceոդման դիմացկուն շերտի հաստությունը մակերեսին առանց պղնձե փայլաթիթեղի C1 է, որը տատանվում է մակերեսի պղնձի հաստությամբ: Երբ մակերևույթի վրա պղնձի հաստությունը 45um է, C1≈13-15um, և երբ մակերեսի պղնձի հաստությունը 70um է, C1≈17-18um:

Անցման հատված.

Մենք կարծում էինք, որ մետաղալարերի խաչմերուկը ուղղանկյուն է, բայց իրականում դա trapezoid է: Որպես օրինակ վերցնելով TOP շերտը, երբ պղնձե փայլաթիթեղի հաստությունը 1OZ է, trapezoid- ի վերին ստորին եզրը 1MIL- ով ավելի կարճ է, քան ներքևի ստորին եզրը: Օրինակ, եթե գծի լայնությունը 5MIL է, ապա վերին և ստորին կողմերը մոտ 4MIL են, իսկ ներքևի և ներքևի կողմերը `մոտ 5MIL: Վերին և ստորին եզրերի միջև տարբերությունը կապված է պղնձի հաստության հետ: Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս տարբեր պայմաններում տրապիզոիդի վերևի և ներքևի հարաբերությունները:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Թույլտվություն. Կիսամշակված թերթերի թողունակությունը կապված է հաստության հետ: Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս տարբեր տեսակի կիսամշակված թերթերի հաստության և թողունակության պարամետրերը.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Թիթեղի դիէլեկտրիկ կայունությունը կապված է օգտագործվող խեժի նյութի հետ: FR4 ափսեի դիէլեկտրիկ հաստատունը 4.2 – 4.7 է, և նվազում է հաճախականության բարձրացման հետ:

Դիէլեկտրիկ կորուստի գործոնը. Դիէլեկտրական նյութերը փոփոխվող էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ, ջերմության և էներգիայի սպառման պատճառով կոչվում են դիէլեկտրական կորուստ, որը սովորաբար արտահայտվում է դիէլեկտրական կորստի գործոնով Tan δ. S1141A- ի համար բնորոշ արժեքը 0.015 է:

Տողերի նվազագույն լայնությունը և գծերի միջև հեռավորությունը `հաստոցներ ապահովելու համար. 4 մլ/4 մլ:

Թույլատրելիության հաշվարկման գործիքի ներդրում.

Երբ մենք հասկանում ենք բազմաշերտ տախտակի կառուցվածքը և տիրապետում ենք պահանջվող պարամետրերին, մենք կարող ենք հաշվարկել դիմադրողականությունը EDA ծրագրաշարի միջոցով: Դա անելու համար կարող եք օգտագործել Allegro- ն, բայց ես խորհուրդ եմ տալիս Polar SI9000- ը, որը լավ գործիք է բնութագրական դիմադրողականությունը հաշվարկելու համար և այժմ օգտագործվում է PCB- ի բազմաթիվ գործարանների կողմից:

Ինչպես դիֆերենցիալ գծի, այնպես էլ մեկ տերմինալային գծի ներքին ազդանշանի բնութագրական դիմադրողականությունը հաշվարկելիս Polar SI9000- ի և Allegro- ի միջև միայն մի փոքր տարբերություն կգտնեք որոշ մանրամասների պատճառով, ինչպիսիք են մետաղալարերի խաչմերուկի ձևը: Այնուամենայնիվ, եթե պետք է հաշվարկել Մակերևութային ազդանշանի բնութագրական դիմադրողականությունը, ես առաջարկում եմ մակերևույթի փոխարեն ընտրել Coated մոդելը, քանի որ նման մոդելները հաշվի են առնում զոդման դիմադրության շերտի առկայությունը, ուստի արդյունքները ավելի ճշգրիտ կլինեն: Ստորև բերված է մակերեսային դիֆերենցիալ գծի դիմադրության մասնակի սքրինշոթ, որը հաշվարկվում է Polar SI9000- ով `հաշվի առնելով զոդման դիմադրության շերտը:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Քանի որ եռակցման դիմադրության շերտի հաստությունը հեշտությամբ չի վերահսկվում, կարող է օգտագործվել նաև մոտավոր մոտեցում, ինչպես խորհուրդ է տրվում տախտակի արտադրողի կողմից. Մակերևույթի մոդելի հաշվարկից հանեք որոշակի արժեք: Խորհուրդ է տրվում, որ դիֆերենցիալ դիմադրողականությունը լինի մինուս 8 օմ, իսկ միակողմանի դիմադրությունը `մինուս 2 օմ:

Էլեկտրագծերի համար PCB- ի դիֆերենցիալ պահանջներ

(1) Որոշեք էլեկտրագծերի ռեժիմը, պարամետրերը և դիմադրության հաշվարկը: Գծի ուղղման տարբերությունների երկու տեսակ կա. Արտաքին շերտի միկրոշրջանային գծի տարբերության ռեժիմ և ներքին շերտի ժապավենի գծերի տարբերության ռեժիմ: Թողունակությունը կարող է հաշվարկվել համապատասխան դիմադրողականության հաշվարկման ծրագրով (օրինակ ՝ POLAR-SI9000) կամ դիմադրողականության հաշվարկման բանաձևով `ողջամիտ պարամետրերի միջոցով:

(2) isուգահեռ իզոմետրիկ գծեր: Որոշեք գծի լայնությունը և տարածությունը և խստորեն հետևեք գծի հաշվարկված լայնությանը և տարածությանը, երբ ուղղորդում եք: Երկու տողերի միջև հեռավորությունը միշտ պետք է մնա անփոփոխ, այսինքն ՝ զուգահեռ մնա: 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. Ընդհանուր առմամբ, փորձեք խուսափել շերտերի միջև եղած տարբեր ազդանշանի օգտագործումից, այն է ՝ քանի որ պրոցեսորի իրական պրոցեսում գործընթացում, շերտավորված շերտավորված դասավորվածության պատճառով ճշգրտությունը շատ ավելի ցածր է, քան տրված է փորագրման ճշգրտության միջև և լամինացված դիէլեկտրիկի կորստի գործընթացում, չի կարող երաշխավորել, որ գծերի միջև եղած տարբերությունը հավասար է միջշերտային դիէլեկտրիկի հաստությանը, կհանգեցնի դիմադրության փոփոխության տարբերության շերտերի միջև տարբերությանը: Խորհուրդ է տրվում հնարավորինս օգտագործել տարբերությունը նույն շերտի ներսում: