Carane ngontrol PCB impedansi?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Sinyal umum, kayata bis PCI, bis PCI-E, USB, Ethernet, memori DDR, sinyal LVDS, lan liya-liyane, kabeh butuh kontrol impedansi. Kontrol impedansi pungkasane kudu diwujudake liwat desain PCB, sing uga nyedhiyakake syarat sing luwih dhuwur kanggo teknologi papan PCB. Sawise komunikasi karo pabrik PCB lan dikombinasikake karo panggunaan piranti lunak EDA, impedansi kabel dikendhaleni miturut syarat integritas sinyal.

Cara kabel sing beda bisa dietung kanggo entuk nilai impedansi sing cocog.

Microstrip lines

• Dumadi saka tali kawat kanthi pesawat lemah lan dielektrik ing tengah. Yen pancet dielektrik, jembaré garis, lan jaraké saka pesawat lemah bisa dikendhalèkaké, mula impedansi karakteristiké bisa dikendhalèkaké, lan akurasi bakal ana ing ± 5%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Garis garis

Garis pita minangka jalur tembaga ing tengah dielektrik ing antarane rong pesawat sing nindakake. Yen kekandelan lan jembaré garis kasebut, konstanta dielektrik medium, lan jarak antarane pesawat dhasar saka rong lapisan bisa dikendhaleni, impedansi karakteristik garis kasebut bisa dikendhaleni, lan akurasi kasebut ana ing 10%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

The structure of multi-layer board:

Kanggo ngontrol impedansi PCB kanthi apik, kudu ngerti struktur PCB:

Biasane sing diarani papan multilayer digawe saka piring inti lan sheet semi-solidified laminasi. Papan inti minangka kandel sing kandel lan spesifik, rong piring tembaga roti, sing minangka bahan dhasar saka papan sing dicithak. 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.

Biasane, rong lapisan dielektrik paling gedhe ing lapisan multilayer yaiku lapisan sing dibasahi, lan lapisan foil tembaga sing kapisah digunakake ing sisih njaba rong lapisan kasebut minangka foil tembaga njaba. Spesifikasi ketebalan asli foil tembaga njaba lan foil tembaga njero umume 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ udakara 35um utawa 1.4mil), nanging sawise seri perawatan permukaan, ketebalan pungkasan foil tembaga njaba umume bakal nambah sekitar 1OZ Foil tembaga njero yaiku tutup tembaga ing loro-lorone piring inti. Kekandelan pungkasan beda-beda beda karo kekandelan asli, nanging umume dikurangi nganti pirang-pirang um amarga etching.

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.

Nalika kekandelan tartamtu saka papan cetak digawe, ing tangan siji, dibutuhake paramèter material sing cukup, ing sisih liyane, kekandelan pungkasan sheet semi-cures bakal luwih cilik tinimbang kekandelan awal. Ing ngisor iki minangka struktur laminasi 6-lapisan khas:

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:

Foil tembaga lumahing:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Kekandelan pungkasan sawise rampung udakara 44um, 50um lan 67um.

Plat inti: S1141A, FR-4 standar, rong piring tembaga roti biasane digunakake. Spesifikasi opsional bisa ditemtokake kanthi ngubungi pabrikan.

Semi-cured tablet:

Spesifikasi (kekandelan asli) yaiku 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). Kekandelan nyata sawise mencet biasane udakara 10-15um kurang saka regane asline. Maksimum 3 tablet semi-cured bisa digunakake kanggo lapisan infiltrasi sing padha, lan kekandelan 3 tablet semi-cures ora bisa padha, paling ora siji setengah tablet sing bisa diobati bisa digunakake, nanging sawetara pabrike kudu nggunakake paling ora loro . Yen kekandelan potongan semi-cures ora cukup, foil tembaga ing loro-lorone piring inti bisa diukir, banjur potongan semi-bisa diikat ing loro-lorone, lan lapisan infiltrasi sing luwih kenthel bisa ngrambah.

Lapisan las resistansi:

Kekandelan lapisan resisten solder ing foil tembaga yaiku C2≈8-10um. Kekandelan lapisan resisten solder ing permukaan tanpa foil tembaga yaiku C1, sing beda karo ketebalan tembaga ing permukaan. Nalika kekandelan tembaga ing permukaan 45um, C1≈13-15um, lan nalika kekandelan tembaga ing permukaan 70um, C1≈17-18um.

Bagean Lintasan:

Kita bakal ngira manawa salib kawat iku persegi dowo, nanging sejatine trapezoid. Contone, njupuk lapisan TOP, yen kekandelan foil tembaga yaiku 1OZ, pojok trapezoid ngisor ndhuwur yaiku 1MIL luwih cekak tinimbang ujung ngisor ngisor. Contone, yen jembaré garis 5MIL, banjur sisih ndhuwur lan ngisor kira-kira 4MIL lan sisih ngisor lan ngisor kira-kira 5MIL. Bedane antarane pojok ndhuwur lan ngisor gegandhengan karo kekandelan tembaga. Tabel ing ngisor iki nuduhake hubungan antarane trapezoid ndhuwur lan ngisor ing kahanan sing beda.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Permittivity: Permittivity sheet semi-cured gegandhengan karo kekandelan. Tabel ing ngisor iki nuduhake paramèter ketebalan lan permittivity saka macem-macem jinis sheet semi-cured:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Konstanta dielektrik ing piring gegandhengan karo bahan resin sing digunakake. Konstanta dielektrik piring FR4 yaiku 4.2 – 4.7, lan mudhun saya mundhak kanthi frekuensi.

Faktor kerugian dielektrik: bahan dielektrik kanthi tumindak medan listrik ganti, amarga panas lan konsumsi energi diarani kerugian dielektrik, biasane diandharake dening faktor kerugian dielektrik Tan δ. Nilai khas kanggo S1141A yaiku 0.015.

Jembar baris minimal lan jarak garis kanggo mesthekake mesin: 4mil / 4mil.

Pambuka alat pitungan impedansi:

Nalika ngerti struktur papan multilayer lan nguwasani paramèter sing dibutuhake, kita bisa ngetung impedansi liwat piranti lunak EDA. Sampeyan bisa nggunakake Allegro kanggo nindakake iki, nanging aku nyaranake Polar SI9000, sing alat sing apik kanggo ngetung impedansi karakteristik lan saiki digunakake dening akeh pabrik PCB.

Nalika ngitung impedansi karakteristik sinyal njero garis diferensial lan garis terminal tunggal, sampeyan bakal nemokake prabédan cilik antara Polar SI9000 lan Allegro amarga sawetara rincian, kayata wujud bagean salib kawat. Nanging, yen kanggo ngetung impedansi karakteristik sinyal Surface, aku saranake sampeyan milih model Coated tinimbang model Surface, amarga model kasebut njupuk eksistensi lapisan resistensi solder, mula asile bakal luwih akurat. Ing ngisor iki minangka gambar layar parsial impedansi garis diferensial permukaan sing diwilang karo Polar SI9000 ngelingi lapisan resistensi solder:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Amarga kekandelan lapisan resisten solder ora gampang dikendhaleni, pendekatan kira-kira uga bisa digunakake, kaya sing disaranake dening pabrikan dewan: nyuda nilai tartamtu saka pitungan model Permukaan. Disaranake supaya impedansi diferensial dadi minus 8 ohm lan impedansi ujung tunggal dikurangi 2 ohm.

Syarat PCB sing beda kanggo kabel

(1) Temtokake mode kabel, paramèter lan pitungan impedansi. Ana rong jinis mode prabédan kanggo nuntun garis: modus bédan garis mikrostrip lapisan njaba lan mode prabédan garis lapisan jero. Impedansi bisa diitung nganggo piranti lunak pitungan impedansi sing gegandhengan (kayata POLAR-SI9000) utawa formula pitungan impedansi liwat setelan parameter sing cukup.

(2) Garis isometrik paralel. Temtokake jembarake lan jarak garis, lan tututi kanthi tliti garis jembar sing diwilang lan jarak nalika nuntun. Jarak antarane rong baris kudu tetep ora owah, yaiku supaya sejajar. 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. Umume nyoba supaya ora nggunakake sinyal prabédan ing antarane lapisan, yaiku amarga ing proses nyata PCB ing proses kasebut, amarga akurasi alignment laminasi cascading luwih murah tinimbang sing diwenehake antarane presisi etsa, lan ing proses kerugian dielektrik laminasi, ora bisa njamin jarak garis bedane padha karo kekandelan dielektrik interlayer, bakal nyebabake prabédan antara lapisan prabédan pangowahan impedansi. Disaranake nggunakake prabédan ing lapisan sing padha sabisa-bisa.