វិធីគ្រប់គ្រង PCB ភាពធន់?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Common signals, such as PCI bus, PCI-E bus, USB, Ethernet, DDR memory, LVDS signal, etc., all need impedance control. 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.

វិធីសាស្រ្តខ្សែភ្លើងផ្សេងៗគ្នាអាចត្រូវបានគណនាដើម្បីទទួលបានតម្លៃអំប្រ៊ីយ៉ុងដែលត្រូវគ្នា។

Microstrip lines

•វាមានឆ្នូតលួសជាមួយយន្ដហោះដីនិងមានអេឡិចត្រូនិចនៅចំកណ្តាល។ ប្រសិនបើថេរអេឡិចត្រិចទទឹងបន្ទាត់និងចំងាយរបស់វាពីយន្ដហោះលើដីអាចគ្រប់គ្រងបាននោះភាពធន់របស់វាអាចគ្រប់គ្រងបានហើយភាពត្រឹមត្រូវនឹងស្ថិតនៅក្នុងរង្វង់ ៥%។

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

វិន័យ

ខ្សែបូមួយគឺជាបន្ទះទង់ដែងនៅចំកណ្តាលអេឡិចត្រិចរវាងយន្តហោះដឹកនាំពីរ។ 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:

ដើម្បីត្រួតពិនិត្យភាពធន់របស់ PCB ឱ្យបានល្អវាចាំបាច់ត្រូវយល់ពីរចនាសម្ព័ន្ធរបស់ PCB៖

ជាធម្មតាអ្វីដែលយើងហៅថាក្តារពហុជាន់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយចានស្នូលនិងសន្លឹកពាក់កណ្តាលរឹងដែលមានស្រទាប់ជាមួយគ្នា។ ក្តារស្នូលគឺជាក្តាររឹងដែលមានកម្រាស់ជាក់លាក់ទង់ដែងនំប៉័ងពីរដែលជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានរបស់ក្តារបោះពុម្ព។ 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.

Usually the outermost two dielectric layers of a multilayer are wetted layers, and separate copper foil layers are used on the outside of these two layers as the outer copper foil. ការបញ្ជាក់ពីកម្រាស់ដើមនៃក្រដាសស្ពាន់ខាងក្រៅនិងទង់ដែងខាងក្នុងជាទូទៅគឺ ០.៥ អោន ១ អូហ្ស ២ អូហ្ស (១ អូហ្សប្រហែល ៣៥ មីល្លីម៉ែត្រឬ ១.៤ មីល្លីម៉ែត្រ) ប៉ុន្តែបន្ទាប់ពីការព្យាបាលលើផ្ទៃជាបន្តបន្ទាប់កម្រាស់ចុងក្រោយនៃស្ពាន់ខាងក្រៅជាទូទៅនឹងកើនឡើងប្រហែល 0.5 អូហ្ស ក្រដាសស្ពាន់ខាងក្នុងគឺជាទង់ដែងគ្របដណ្តប់លើផ្នែកទាំងពីរនៃចានស្នូល។ កម្រាស់ចុងក្រោយខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចពីកម្រាស់ដើមប៉ុន្តែជាទូទៅវាត្រូវបានកាត់បន្ថយជាច្រើនអឹមដោយសារតែការឆ្លាក់

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.

នៅពេលដែលកម្រាស់ជាក់លាក់នៃក្តារដែលបានបោះពុម្ពត្រូវបានទាមទារនៅលើដៃមួយជម្រើសសមហេតុផលនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រសម្ភារៈផ្ទុយទៅវិញកម្រាស់ចុងក្រោយនៃសន្លឹកពាក់កណ្តាលដែលត្រូវបានព្យាបាលនឹងមានទំហំតូចជាងកម្រាស់ដំបូង។ The following is a typical 6-layer laminated structure:

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:

ក្រដាសស្ពាន់លើផ្ទៃ៖

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. កម្រាស់ចុងក្រោយបន្ទាប់ពីបញ្ចប់គឺប្រហែល 44um, 50um និង 67um ។

Core plate: S1141A, standard FR-4, two breaded copper plates are commonly used. The optional specifications can be determined by contacting the manufacturer.

Semi-cured tablet:

Specifications (original thickness) are 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). The actual thickness after pressing is usually about 10-15um less than the original value. ថេប្លេតពាក់កណ្តាលព្យាបាលអតិបរមាចំនួន ៣ អាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ស្រទាប់ជ្រៀតចូលដូចគ្នាហើយកម្រាស់នៃថេប្លេតពាក់កណ្តាលព្យាបាលចំនួន ៣ មិនអាចដូចគ្នាទេយ៉ាងហោចណាស់ថេប្លេតដែលព្យាបាលបានយ៉ាងតិចមួយអាចប្រើបានប៉ុន្តែអ្នកផលិតខ្លះត្រូវប្រើយ៉ាងហោចណាស់ពីរ ។ If the thickness of the semi-cured piece is not enough, the copper foil on both sides of the core plate can be etched off, and then the semi-cured piece can be bonded on both sides, so that a thicker infiltration layer can be achieved.

Resistance welding layer:

The thickness of the solder resist layer on the copper foil is C2≈8-10um. The thickness of the solder resist layer on the surface without copper foil is C1, which varies with the thickness of copper on the surface. When the thickness of copper on the surface is 45um, C1≈13-15um, and when the thickness of copper on the surface is 70um, C1≈17-18um.

Traverse section:

យើងនឹងគិតថាផ្នែកឈើឆ្កាងនៃលួសគឺជាចតុកោណកែងប៉ុន្តែតាមពិតវាជារាងត្រីកោណ។ Taking the TOP layer as an example, when the thickness of copper foil is 1OZ, the upper bottom edge of trapezoid is 1MIL shorter than the lower bottom edge. ឧទាហរណ៍ប្រសិនបើទទឹងបន្ទាត់គឺ ៥ មីល្លីលបន្ទាប់មកផ្នែកខាងលើនិងខាងក្រោមមានប្រហែល ៤ មីល្លីលហើយផ្នែកខាងក្រោមនិងខាងក្រោមមានប្រហែល ៥ មីល្លីម៉ែត្រ។ The difference between top and bottom edges is related to copper thickness. The following table shows the relationship between top and bottom of trapezoid under different conditions.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

ភាពអាចអនុញ្ញាតបាន៖ ភាពអនុញ្ញាតនៃសន្លឹកពាក់កណ្តាលដែលត្រូវបានព្យាបាលគឺទាក់ទងនឹងកម្រាស់។ តារាងខាងក្រោមបង្ហាញពីកម្រាស់និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រអនុញ្ញាតនៃប្រភេទផ្សេងគ្នានៃសន្លឹកពាក់កណ្តាលព្យាបាល៖

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

The dielectric constant of the plate is related to the resin material used. The dielectric constant of FR4 plate is 4.2 — 4.7, and decreases with the increase of frequency.

Dielectric loss factor: dielectric materials under the action of alternating electric field, due to heat and energy consumption is called dielectric loss, usually expressed by dielectric loss factor Tan δ. តម្លៃធម្មតាសម្រាប់អេស ១១៤១ អេគឺ ០.០១៥ ។

ទទឹងបន្ទាត់អប្បបរមានិងគម្លាតបន្ទាត់ដើម្បីធានាម៉ាស៊ីន៖ ៤ មីល/៤ មីល

សេចក្តីណែនាំអំពីឧបករណ៍គណនាភាពធន់៖

When we understand the structure of the multilayer board and master the required parameters, we can calculate the impedance through EDA software. You can use Allegro to do this, but I recommend Polar SI9000, which is a good tool for calculating characteristic impedance and is now used by many PCB factories.

នៅពេលគណនាភាពមិនចុះសម្រុងនៃសញ្ញាណខាងក្នុងទាំងខ្សែឌីផេរ៉ង់ស្យែលនិងបន្ទាត់ស្ថានីយតែមួយអ្នកនឹងឃើញភាពខុសគ្នាបន្តិចបន្តួចរវាងប៉ូលស៊ី ៩០០០ និងអាឡេហ្គ្រោដោយសារព័ត៌មានលម្អិតមួយចំនួនដូចជារូបរាងនៃផ្នែកឆ្លងកាត់នៃខ្សែ។ However, if it is to calculate the characteristic impedance of the Surface signal, I suggest you choose the Coated model instead of the Surface model, because such models take into account the existence of solder resistance layer, so the results will be more accurate. The following is a partial screenshot of the surface differential line impedance calculated with Polar SI9000 considering the solder resistance layer:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

ដោយសារកម្រាស់នៃស្រទាប់ទប់ទល់នឹងភាពរលាយមិនត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងងាយស្រួលវិធីសាស្រ្តប្រហាក់ប្រហែលក៏អាចត្រូវបានប្រើផងដែរដូចដែលបានណែនាំដោយក្រុមហ៊ុនផលិតក្តារ៖ ដកតម្លៃជាក់លាក់មួយចេញពីការគណនាគំរូផ្ទៃ។ វាត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍ថាឌីផេរ៉ង់ស្យែលឌីផេរ៉ង់ស្យែលត្រូវដក ៨ អូមនិងអំប្រ៊ីយ៉ុងចុងម្ខាងដក ២ អូម

តម្រូវការឌីផេរ៉ង់ស្យែល PCB សម្រាប់ខ្សែភ្លើង

(1) Determine the wiring mode, parameters and impedance calculation. There are two kinds of difference modes for line routing: outer layer microstrip line difference mode and inner layer strip line difference mode. Impedance can be calculated by related impedance calculation software (such as POLAR-SI9000) or impedance calculation formula through reasonable parameter setting.

(2) បន្ទាត់ isometric ប៉ារ៉ាឡែល។ កំណត់ទទឹងបន្ទាត់និងគម្លាតហើយធ្វើតាមយ៉ាងតឹងរឹងនូវទទឹងបន្ទាត់និងគម្លាតដែលបានគណនានៅពេលកំណត់ផ្លូវ។ គម្លាតរវាងបន្ទាត់ពីរត្រូវតែនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរពោលគឺដើម្បីរក្សាប៉ារ៉ាឡែល។ 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. ជាទូទៅព្យាយាមជៀសវាងការប្រើសញ្ញាខុសគ្នារវាងស្រទាប់គឺដោយសារតែនៅក្នុងដំណើរការជាក់ស្តែងនៃ PCB នៅក្នុងដំណើរការដោយសារតែភាពត្រឹមត្រូវនៃការតម្រឹមស្រទាប់ដែលមានល្បាក់គឺទាបជាងដែលបានផ្តល់រវាងភាពជាក់លាក់នៃការឆ្លាក់និងនៅក្នុងដំណើរការនៃការបាត់បង់កំដៅ មិនអាចធានាបានថាគម្លាតបន្ទាត់ខុសគ្នាគឺស្មើនឹងកម្រាស់របស់អេឡិចត្រូនិចដែលនឹងបណ្តាលឱ្យមានភាពខុសគ្នារវាងស្រទាប់នៃភាពខុសគ្នានៃការផ្លាស់ប្តូរភាពធន់។ វាត្រូវបានផ្ដល់អនុសាសន៍ឱ្យប្រើភាពខុសគ្នានៅក្នុងស្រទាប់ដូចគ្នាតាមដែលអាចធ្វើទៅបាន។