Қалай басқаруға болады ПХД импеданс?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. PCI шинасы, PCI-E шинасы, USB, Ethernet, DDR жады, LVDS сигналы және т.б. сияқты жалпы сигналдардың барлығы импеданс бақылауын қажет етеді. Impedance control ultimately needs to be realized through PCB design, which also puts forward higher requirements for PCB board 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.

Сәйкес импеданс мәнін алу үшін сымның әр түрлі әдістерін есептеуге болады.

Microstrip lines

• Ол жерге жазықтығы бар сым жолағынан және ортасында диэлектриктен тұрады. Егер диэлектрлік тұрақтылық, желінің ені және оның жер жазықтығынан қашықтығы бақыланатын болса, онда оның сипаттамалық кедергісі реттеледі, ал дәлдік ± 5%шегінде болады.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Сызық

Таспа сызығы – диэлектриктің ортасындағы екі өткізгіш жазықтық арасындағы мыс жолағы. 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:

ПХД кедергісін жақсы бақылау үшін ПХД құрылымын білу қажет:

Әдетте біз көп қабатты тақта деп атайтын болсақ, олар бір-бірімен ламинатталған өзекті пластинадан және жартылай қатайтылған қаңылтырдан тұрады. Негізгі тақта – қатты, меншікті қалыңдығы екі баспа табақ, ол баспа тақтасының негізгі материалы болып табылады. 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.

Әдетте көп қабатты сыртқы екі диэлектрлік қабаттар суланған қабаттар болып табылады, ал мыс фольгасының бөлек қабаттары сыртқы мыс фольга ретінде осы екі қабаттың сыртында қолданылады. Сыртқы мыс фольга мен ішкі мыс фольгасының бастапқы қалыңдығының сипаттамасы әдетте 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ шамамен 35um немесе 1.4 миль) құрайды, бірақ беттік өңдеуден кейін сыртқы мыс фольгасының соңғы қалыңдығы әдетте шамамен артады. 1OZ. Ішкі мыс фольга – бұл өзек пластинасының екі жағындағы мыс қаптама. Түпкі қалыңдығы бастапқы қалыңдығынан аздап ерекшеленеді, бірақ ол әдетте оюға байланысты бірнеше умға қысқарады.

Көп қабатты тақтаның ең сыртқы қабаты дәнекерлеуге төзімділік қабаты болып табылады, оны біз жиі «жасыл май» деп атаймыз, әрине ол сары немесе басқа түстер болуы мүмкін. 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.

When a particular thickness of the printed board is made, on the one hand, reasonable choice of material parameters is required, on the other hand, the final thickness of the semi-cured sheet will be smaller than the initial thickness. Төменде 6 қабатты ламинатталған құрылым бар:

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:

Беттік мыс фольга:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Аяқтаудан кейінгі соңғы қалыңдық шамамен 44um, 50um және 67um құрайды.

Негізгі пластина: S1141A, FR-4 стандарты, екі нан пісірілген мыс пластинасы жиі қолданылады. Қосымша сипаттамаларды өндірушіге хабарласу арқылы анықтауға болады.

Semi-cured tablet:

Техникалық сипаттамалары (бастапқы қалыңдығы) – 7628 (0.185мм), 2116 (0.105мм), 1080 (0.075мм), 3313 (0.095мм). Престелгеннен кейінгі нақты қалыңдық әдетте бастапқы мәннен шамамен 10-15um аз болады. Бір инфильтрация қабаты үшін ең көбі 3 жартылай емделген таблетка қолдануға болады, ал 3 жартылай емделген таблетканың қалыңдығы бірдей бола алмайды, кем дегенде бір жартысы емделген таблеткаларды қолдануға болады, бірақ кейбір өндірушілер кем дегенде екеуін қолдануы керек. . Егер жартылай өңделген бөліктің қалыңдығы жеткіліксіз болса, онда өзек пластинасының екі жағындағы мыс фольгадан қазып алуға болады, содан кейін жартылай өңделген бөлікті екі жағынан да байланыстыруға болады, осылайша инфильтрация қабаты қалың болады. қол жеткізді.

Қарсылық дәнекерлеу қабаты:

Мыс фольгадағы дәнекерлеу кедергі қабатының қалыңдығы C2≈8-10um. Мыс фольгасыз бетіндегі дәнекерлеуге қарсы қабаттың қалыңдығы С1, ол бетіндегі мыстың қалыңдығына байланысты өзгереді. Бетіндегі мыстың қалыңдығы 45um болғанда, C1≈13-15um, ал бетіндегі мыстың қалыңдығы 70um болғанда, C1≈17-18um.

Айналмалы бөлім:

Біз сымның қимасы тіктөртбұрыш деп ойлаймыз, бірақ бұл трапеция. Мыс қабатын мысалға алсақ, мыс фольга қалыңдығы 1OZ болғанда, трапецияның жоғарғы төменгі жиегі төменгі астыңғы жиекке қарағанда 1MIL қысқа болады. Мысалы, егер жолдың ені 5MIL болса, онда жоғарғы және төменгі жақтары шамамен 4MIL, ал төменгі және төменгі жақтары шамамен 5MIL. Жоғарғы және төменгі жиектер арасындағы айырмашылық мыс қалыңдығына байланысты. Келесі кестеде әр түрлі жағдайларда трапецияның жоғарғы және төменгі арасындағы байланыс көрсетілген.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Рұқсат ету: жартылай өңделген парақтардың өткізгіштігі қалыңдығына байланысты. Келесі кестеде әр түрлі жартылай өңделген парақтардың қалыңдығы мен өткізгіштігінің параметрлері көрсетілген:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Пластинаның диэлектрлік тұрақтысы қолданылатын шайыр материалына байланысты. FR4 пластинасының диэлектрлік тұрақтысы 4.2 – 4.7 құрайды және жиіліктің жоғарылауымен азаяды.

Диэлектрлік жоғалту коэффициенті: ауыспалы электр өрісінің әсерінен болатын диэлектрлік материалдар, жылу мен энергияны тұтынуға байланысты диэлектрлік шығын деп аталады, әдетте диэлектрлік жоғалту коэффициентімен Tan δ өрнектеледі. S1141A үшін типтік мән – 0.015.

Өңдеуді қамтамасыз ету үшін жолдың минималды ені мен жол аралығы: 4 миль/4 миль.

Кедергілерді есептеу құралы:

Көп қабатты тақтаның құрылымын түсінгенде және қажетті параметрлерді меңгергенде, біз EDA бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы кедергісін есептей аламыз. Мұны істеу үшін сіз Allegro -ды пайдалана аласыз, бірақ мен Polar SI9000 ұсынамын, бұл сипаттамалық импеданс есептеудің жақсы құралы және оны қазір ПХД көптеген зауыттары қолданады.

Дифференциалдық желінің де, бір терминалды желінің де ішкі сигналының сипаттамалық кедергісін есептеу кезінде сіз сымның көлденең қимасының пішіні сияқты кейбір бөлшектерге байланысты Polar SI9000 мен Allegro арасындағы шамалы ғана айырмашылықты таба аласыз. Алайда, егер бұл Surface сигналының сипаттамалық кедергісін есептеу үшін болса, мен сізге Surface моделінің орнына Coated моделін таңдауды ұсынамын, себебі мұндай модельдер дәнекерлеу кедергі қабатының болуын ескереді, сондықтан нәтижелер дәлірек болады. Төменде дәнекерлеуге төзімділік қабатын ескере отырып, Polar SI9000 көмегімен есептелген беткі дифференциалды желінің импедансының ішінара скриншоты келтірілген:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Дәнекерлеуге қарсы қабаттың қалыңдығы оңай басқарылмайтындықтан, тақтай өндіруші ұсынғандай, жуықтау әдісін де қолдануға болады: Surface моделінің есебінен белгілі бір мәнді алып тастаңыз. Дифференциалды импеданс минус 8 ом және бір ұшты кедергі минус 2 ом болуы ұсынылады.

ПХД сымдарына дифференциалды талаптар

(1) Сымның режимін, параметрлерін және кедергісін есептеуді анықтаңыз. Сызықты бағыттаудың екі түрлі режимі бар: сыртқы қабаттағы микрожолдық сызықтың айырмашылығы режимі және ішкі қабаттың жолақ сызығының айырмашылығы режимі. Импеданс параллель параметрлерді орнату арқылы импеданс есептеудің сәйкес бағдарламалық жасақтамасымен (мысалы, POLAR-SI9000) немесе импеданс есептеу формуласымен есептелуі мүмкін.

(2) Параллель изометриялық түзулер. Жолдың ені мен аралығын анықтаңыз және бағыттау кезінде есептелген сызықтың ені мен аралығын қатаң сақтаңыз. Екі жолдың арасындағы қашықтық әрқашан өзгеріссіз қалуы керек, яғни параллель. 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. Әдетте қабаттар арасындағы айырмашылық сигналын пайдаланудан аулақ болуға тырысыңыз, себебі бұл процесте ПХД -ны нақты өңдеу кезінде каскадты ламинатталған туралаудың дәлдігі кесу дәлдігі арасында және ламинатталған диэлектрлік жоғалту процесінде көзделгеннен әлдеқайда төмен болғандықтан, сызық аралығы қабат аралық диэлектриктің қалыңдығына тең болатынына кепілдік бере алмайды, бұл қабаттар арасындағы айырмашылықты импеданс өзгерісінің айырмашылығына әкеледі. Айырмашылықты мүмкіндігінше бір қабаттың ішінде қолдану ұсынылады.