With the increasing speed of PCB merkjaskipti, PCB hönnuðir í dag þurfa að skilja og stjórna viðnám PCB ummerkja. Í samræmi við styttri boðflutningstíma og hærri klukkuhraða nútíma stafrænna hringrásar, eru PCB ummerki ekki lengur einfaldar tengingar, heldur sendilínur.

Hvernig á að stjórna PCB viðnám

Í reynd er nauðsynlegt að stjórna snefilviðnámi þegar stafrænn jaðarhraði fer yfir 1ns eða hliðstæða tíðni yfir 300Mhz. Ein af lykilþáttum PCB snefilefna er einkennandi viðnám þess (hlutfall spennu og straums þegar bylgjan fer eftir merkjasendingarlínunni). Einkennandi viðnám vír á prentplötu er mikilvæg vísitala hönnunar hringrásar, sérstaklega í PCB hönnun hátíðni hringrás, það verður að íhuga hvort einkennandi viðnám vír er í samræmi við einkennandi viðnám sem tæki eða merki krefjast. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Viðnámsstýring

EImpedance Control, leiðarinn í hringrásinni mun hafa alls konar merkjasending, til að bæta flutningshraðann og verður að auka tíðni hennar, ef línan sjálf vegna etsunar, staflaþykktar, vírbreiddar og annarra mismunandi þátta, mun valda viðnám gildi breyting, merki röskun. Þess vegna ætti að stjórna viðnámsgildi leiðara á háhraða hringrásinni innan ákveðins sviðs, þekkt sem „viðnámstýring“.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Helstu þættir sem hafa áhrif á viðnám PCB raflögn eru: breidd koparvírs, þykkt koparvírs, rafmagnsfasta miðils, þykkt miðils, þykkt púða, slóð jarðvírs, raflögn um raflögn osfrv. PCB viðnám er á bilinu 25 til 120 ohm.

Í reynd samanstendur PCB flutningslína venjulega af snefil, einu eða fleiri viðmiðunarlögum og einangrunarefni. Ummerki og lög mynda stjórnviðnám. PCBS verður oft margs konar og stjórnviðnám getur verið smíðað á margan hátt. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Breidd og þykkt merkismerkja

The height of the core or prefill material on either side of the trace

Stilling snefils og plötu

Insulation constants of core and prefilled materials

PCB flutningslínur eru í tveimur aðalformum: Microstrip og Stripline.

Microstrip:

Örstíflulína er ræmuliður með tilvísunarplan aðeins á annarri hliðinni, efst og hliðarnar verða fyrir lofti (eða húðuðum), yfir yfirborði einangrunarfasts Er hringrásarborðs, með aflgjafa eða jarðtengingu sem viðmiðun. Eins og sýnt er hér að neðan:

Athugið: Í raunverulegri PCB framleiðslu, yfirborð framleiðanda yfirleitt yfirborð PCB með lag af grænni olíu, þannig að í raun útreikningi viðnám, líkanið sem sýnt er hér að neðan er venjulega notað til að reikna yfirborð örstöng línu:

Stripline:

Borðlína er vírband sem er komið fyrir milli tveggja viðmiðunarplana, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan. Díselstraumstuðlar dielektríksins sem táknuð eru með H1 og H2 geta verið mismunandi.

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. Og svo framvegis.

SI9000 er notað til að reikna út hvort viðnámstýringarkröfum sé fullnægt:

Reiknaðu fyrst einhliða viðnámstýringu DDR gagnalínu:

TOP lag: 0.5oz koparþykkt, 5MIL vírbreidd, 3.8mil fjarlægð frá viðmiðunarplani, rafstöðugildi 4.2. Veldu líkanið, settu í færibreyturnar og veldu Tjónlausan útreikning, eins og sýnt er á myndinni:

CoaTIng þýðir coaTIng, og ef það er engin coaTIng, fyllið 0 í þykkt og 1 í dielectric (dielectric fast) (loft).

Undirlag stendur fyrir hvarflag, það er dielectric lag, venjulega með því að nota fr-4, þykkt reiknuð með viðnámsútreikningshugbúnaði, rafstöðugildi 4.2 (tíðni minni en 1GHz).

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

9. Prepreg/Core hugtak einangrunarlags:

PP (Prepreg) er eins konar dielectric efni, samsett úr glertrefjum og epoxýplastefni. Kjarni er í raun TYPE af PP miðli, en tvær hliðar þess eru þaknar koparþynnu en PP ekki. Við gerð margra laga borða eru kjarna og PP venjulega notaðir saman og PP er notað til að tengja milli kjarna og kjarna.

10. Mál sem þarfnast athygli í PCB lagskiptahönnun

(1) Warpage vandamál

Laghönnun PCB ætti að vera samhverf, það er að þykkt miðlungs lag og koparlag hvers lag ætti að vera samhverft. Taktu til dæmis sex lög, þykkt topp-GND og botnvirks miðils ætti að vera í samræmi við þykkt kopars, og þykkt GND-L2 og L3-POWER miðils ætti að vera í samræmi við þykkt kopar. Þetta mun ekki skekkja við lagskiptingu.

(2) Merkjalagið ætti að vera þétt tengt við aðliggjandi viðmiðunarplani (það er, miðlungs þykkt milli merkislagsins og aðliggjandi koparhúðarlagsins ætti að vera mjög lítið); Power kopar dressing og malað kopar dressing ætti að vera þétt tengt.

(3) Ef um mjög mikinn hraða er að ræða er hægt að bæta við aukalögum til að einangra merkjalagið, en mælt er með því að einangra ekki mörg aflög sem geta valdið óþarfa truflunum á hávaða.

(4) Dreifing dæmigerðra lagskiptra hönnunarlaga er sýnd í eftirfarandi töflu:

(5) Almennar meginreglur um lagafyrirkomulag:

Undir yfirborði íhlutarins (annað lagið) er jarðplanið, sem veitir tækinu hlífðarlag og viðmiðunarplanið fyrir raflagnir í efsta lagi;

Öll merkjalög liggja að jörðinni eins langt og hægt er.

Forðastu beina nálægð milli tveggja merkjalaga eins langt og hægt er;

Aðalaflgjafinn ætti að vera eins nálægt og mögulegt er;

Tekið er tillit til samhverfu lagskiptrar uppbyggingar.

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

(Fyrir aðstæður undir 50MHZ, vinsamlegast vísa til þess og slaka á á viðeigandi hátt), er skipulagslögreglan lögð til:

Yfirborð íhluta og suðuyfirborð er fullkomið jarðplan (skjöldur);

Ekkert aðliggjandi samhliða raflagslag;

Öll merkjalög liggja að jörðinni eins langt og hægt er.

Lykilmerkið er aðliggjandi mynduninni og fer ekki yfir skiptingarsvæðið.