Hvernig á að stjórna PCB viðnám?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Algeng merki, svo sem PCI rúta, PCI-E rúta, USB, Ethernet, DDR minni, LVDS merki osfrv., Öll þurfa viðnámstýringu. Viðnámstýring þarf að lokum að veruleika með PCB hönnun, sem einnig setur fram meiri kröfur um PCB borð tækni. Eftir samskipti við PCB verksmiðju og ásamt notkun EDA hugbúnaðar er viðnám raflögn stjórnað í samræmi við kröfur um heilindi merkja.

Hægt er að reikna út mismunandi raflagnaaðferðir til að fá samsvarandi viðnámsgildi.

Microstrip lines

• Það samanstendur af vírstrimli með jörðuplani og díselefni í miðjunni. Ef dielectric fasta, breidd línunnar og fjarlægð hennar frá jarðplaninu er stjórnanleg, þá er einkennandi viðnám þess stjórnanlegt og nákvæmnin verður innan ± 5%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Striglínan

Borðlína er koparstrimla í miðju rafsegulsviðs milli tveggja leiðandi plana. Ef þykkt og breidd línunnar, díalafstöðugleiki miðilsins og fjarlægðin milli jarðarplana laganna tveggja er stjórnanleg, er einkennandi viðnám línunnar stjórnanlegt og nákvæmnin er innan við 10%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

The structure of multi-layer board:

Til að stjórna PCB viðnám vel er nauðsynlegt að skilja uppbyggingu PCB:

Venjulega samanstendur það sem við köllum fjöllagsborð af kjarnaplötu og hálfstorknuðu blaði lagskiptum saman. Kjarnaplata er hörð, ákveðin þykkt, tvö brauð koparplata, sem er grunnefni prentaðs borðs. And the semi-cured piece constitutes the so-called infiltration layer, plays the role of bonding the core plate, although there is a certain initial thickness, but in the process of pressing its thickness will occur some changes.

Venjulega eru ystu tvö rafdreifu lögin í fjöllagi blautlag og aðskild koparþynnulög eru notuð utan á þessi tvö lög sem ytri koparþynnan. Upprunalega þykktarlýsing ytri koparþynnu og innri koparþynnu er yfirleitt 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ er um 35um eða 1.4mil), en eftir röð yfirborðsmeðferðar mun lokaþykkt ytri koparþynnu almennt aukast um u.þ.b. 1OZ. Innri koparþynnan er koparhúðin á báðum hliðum kjarnaplötunnar. Endanleg þykkt er lítið frábrugðin upphaflegri þykkt, en hún minnkar að jafnaði um nokkrar um vegna ætingar.

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.

Þegar ákveðin þykkt prentpappans er gerð, annars vegar er sanngjarnt val á efnisbreytum krafist, hins vegar verður lokaþykkt hálfhærða lakans minni en upphafleg þykkt. Eftirfarandi er dæmigerð 6 laga lagskipt uppbygging:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

PCB parameters:

Different PCB plants have slight differences in PCB parameters. Through communication with circuit board plant technical support, we obtained some parameter data of the plant:

Yfirborð koparþynnu:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Endanleg þykkt eftir frágang er um 44um, 50um og 67um.

Kjarnaplata: S1141A, staðlað FR-4, tvær brauðbakaðar koparplötur eru almennt notaðar. Hægt er að ákvarða valfrjálsar forskriftir með því að hafa samband við framleiðanda.

Semi-cured tablet:

Upplýsingar (upprunaleg þykkt) eru 7628 (0.185 mm), 2116 (0.105 mm), 1080 (0.075 mm), 3313 (0.095 mm). Raunveruleg þykkt eftir að ýtt er er venjulega um það bil 10-15um minni en upphaflegt gildi. Að hámarki má nota 3 hálfhærðar töflur fyrir sama innrennslislag og þykkt 3 hálfhærðra töflna getur ekki verið sú sama, hægt er að nota að minnsta kosti eina hálfa lækna töflu, en sumir framleiðendur verða að nota að minnsta kosti tvær . Ef þykkt hálfhærða stykkisins er ekki nægjanlegt er hægt að etsa af koparþynnunni á báðum hliðum kjarnaplötunnar og síðan er hægt að tengja hálfhærða stykkið á báðum hliðum þannig að þykkara innrennslislag geti verið náð.

Viðnám suðu lag:

Þykkt lóðmálmsþola lagsins á koparþynnunni er C2≈8-10um. Þykkt lóðmálmsviðnámslagsins á yfirborðinu án koparþynnu er C1, sem er mismunandi eftir þykkt kopar á yfirborðinu. Þegar þykkt kopar á yfirborðinu er 45um, C1≈13-15um, og þegar þykkt kopar á yfirborðinu er 70um, C1≈17-18um.

Þverskurður:

Við myndum halda að þverskurður vírsins væri rétthyrningur, en hann er í raun trapis. Ef TOP lagið er tekið sem dæmi, þegar þykkt koparþynnu er 1OZ, er efri neðri brún trapisósins 1MIL styttri en neðri neðri brúnin. Til dæmis, ef línubreiddin er 5MIL, þá eru efri og neðri hliðin um 4MIL og neðri og neðri hliðin eru um 5MIL. Munurinn á efri og neðri brúnum tengist koparþykkt. Eftirfarandi tafla sýnir sambandið milli efst og neðst á trapezoid við mismunandi aðstæður.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Leyfi: Leyfi hálfhærðra blaða tengist þykkt. Eftirfarandi tafla sýnir þykkt og leyfileg breytur mismunandi gerða hálfhærðra blaða:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Díal rafstöðugildi plötunnar er tengt plastefni sem notað er. Díal rafstöðugildi FR4 plötunnar er 4.2 – 4.7 og minnkar með aukningu tíðni.

Díalectric tap þáttur: dielectric efni undir áhrifum til skiptis rafsviðs, vegna hita og orkunotkunar er kallað dielectric tap, venjulega gefið upp með dielectric tap þáttur Tan δ. Dæmigert gildi fyrir S1141A er 0.015.

Lágmarks línubreidd og línubil til að tryggja vinnslu: 4mil/4mil.

Kynning á viðnámsútreikningartæki:

Þegar við skiljum uppbyggingu fjöllags borðsins og náum tökum á nauðsynlegum breytum getum við reiknað út viðnám í gegnum EDA hugbúnað. Þú getur notað Allegro til að gera þetta, en ég mæli með Polar SI9000, sem er gott tæki til að reikna út einkennandi viðnám og er nú notað af mörgum PCB verksmiðjum.

Þegar þú reiknar út einkennandi viðnám innra merkis bæði mismunalínu og stakrar línu, finnur þú aðeins lítinn mun á Polar SI9000 og Allegro vegna smáatriða, svo sem lögun þversniðs vírsins. Hins vegar, ef það á að reikna út einkennandi viðnám yfirborðsmerkisins, legg ég til að þú veljir húðuð líkan í stað yfirborðslíkansins, vegna þess að slíkar gerðir taka tillit til þess að lóðmálmsviðnámslag er til staðar, þannig að niðurstöðurnar verða nákvæmari. Eftirfarandi er að hluta skjámynd af yfirborðsmunalínuviðnámi reiknuð með Polar SI9000 miðað við lóðþolslagið:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Þar sem ekki er auðvelt að stjórna þykkt lóðaþolnarlagsins er hægt að nota áætlaða nálgun eins og mælt er með frá framleiðanda borðsins: draga tiltekið gildi frá útreikningi yfirborðslíkans. Mælt er með að mismunaviðnám sé mínus 8 ohm og eins enda viðnám sé mínus 2 ohm.

Mismunandi kröfur um PCB fyrir raflögn

(1) Ákveðið raflögunarmáta, breytur og viðnámsútreikning. Það eru tvenns konar mismunarmátar fyrir línuleiðbeiningu: ytri lag örstöng línu munur ham og innri lag ræma lína mismunur ham. Hægt er að reikna viðnám með tengdum viðnámsútreikningshugbúnaði (eins og POLAR-SI9000) eða viðnámsútreikningsformúlu með hæfilegri færibreytustillingu.

(2) Samhliða ísómetrísk línur. Ákveðið línubreidd og bil og fylgið stranglega reiknuðri línubreidd og bili við beiningu. Bilið milli tveggja lína verður alltaf að vera óbreytt, það er að segja að vera samhliða. 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. Reyndu almennt að forðast að nota mismunamerki milli laga, nefnilega vegna þess að í raunverulegri vinnslu PCB í ferlinu, vegna þess að steypa lagskiptri nákvæmni er miklu lægri en veitt er á milli nákvæmni etsunnar og í ferlinu við lagskipt dielectric tap, getur ekki tryggt að mismunur á línubili sé jöfn þykkt millilags rafdreifingarinnar, mun valda mismuninum á milli mismunar viðnámsbreytinga. Mælt er með því að nota mismuninn innan sama lags eins mikið og mögulegt er.