Առանց դիմադրողականության վերահսկման ազդանշանի զգալի արտացոլում և խեղաթյուրում կառաջանա, ինչը կհանգեցնի նախագծման ձախողման: Ընդհանուր ազդանշանները, ինչպիսիք են PCI ավտոբուսը, PCI-E ավտոբուսը, USB- ը, Ethernet- ը, DDR հիշողությունը, LVDS ազդանշանը և այլն, բոլորը դիմադրության վերահսկման կարիք ունեն: Impedance control ultimately needs to be realized through PCB design, which also puts forward higher requirements for PCB տախտակ technology. After communication with PCB factory and combined with the use of EDA software, the impedance of wiring is controlled according to the requirements of signal integrity.

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

Microstrip գծեր

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:

How to control PCB wiring impedance

Stripline

Ribապավենի գիծը պղնձի ժապավեն է դիէլեկտրիկի մեջտեղում երկու հաղորդիչ հարթությունների միջև: Եթե ​​գծի հաստությունը և լայնությունը, միջավայրի դիէլեկտրական կայունությունը և երկու շերտերի ստորգետնյա հարթությունների միջև հեռավորությունը վերահսկելի են, գծի բնութագրական դիմադրողականությունը վերահսկելի է, իսկ ճշտությունը `10%-ի սահմաններում:

How to control PCB wiring impedance

Բազմաշերտ տախտակի կառուցվածքը.

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:

Բազմաշերտ տախտակի ամենաերկար շերտը եռակցման դիմադրության շերտն է, որն այն է, ինչ մենք հաճախ ասում ենք «կանաչ յուղ», իհարկե, այն կարող է լինել նաև դեղին կամ այլ գույներ: Erոդման դիմադրության շերտի հաստությունը, ընդհանուր առմամբ, հեշտ չէ ճշգրիտ որոշել: Մակերևույթի վրա առանց պղնձե փայլաթիթեղի մակերեսը փոքր -ինչ ավելի հաստ է, քան պղնձե փայլաթիթեղով տարածքը, բայց պղնձե փայլաթիթեղի հաստության բացակայության պատճառով, ուստի պղնձե փայլաթիթեղը դեռ ավելի ակնառու է, երբ մատներով զգում ենք տպագիր տախտակի մակերեսին:

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.

How to control PCB wiring impedance

PCB պարամետրեր.

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.

Գոյություն ունի պղնձե փայլաթիթեղի երեք հաստություն, որը կարող է օգտագործվել ՝ 12um, 18um և 35um: Ավարտելուց հետո վերջնական հաստությունը մոտ 44um, 50um և 67um է:

Հիմնական ափսե. S1141A, ստանդարտ FR-4, սովորաբար օգտագործվում են երկու թխած պղնձե ափսեներ: Լրացուցիչ բնութագրերը կարող են որոշվել `կապվելով արտադրողի հետ:

Կիսաբուժված դեղահատ.

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:

How to control PCB wiring impedance

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

How to control PCB wiring impedance

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:

How to control PCB wiring impedance

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: Parallelուգահեռացման երկու եղանակ կա. Մեկն այն է, որ երկու տողերը քայլում են միևնույն կողք կողքի շերտով, իսկ մյուսն այն է, որ երկու տողերը քայլում են գերշերտի շերտում: 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: