With the increasing speed of PCB swiċċjar tas-sinjal, id-disinjaturi tal-PCB tal-lum għandhom bżonn jifhmu u jikkontrollaw l-impedenza tat-traċċi tal-PCB. Corresponding to the shorter signal transmission times and higher clock rates of modern digital circuits, PCB traces are no longer simple connections, but transmission lines.

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-PCB

Fil-prattika, huwa meħtieġ li tiġi kkontrollata l-impedenza tat-traċċa meta l-veloċità diġitali marġinali taqbeż 1ns jew il-frekwenza analoga taqbeż it-300Mhz. Wieħed mill-parametri ewlenin ta ‘traċċa tal-PCB huwa l-impedenza karatteristika tiegħu (il-proporzjon tal-vultaġġ għall-kurrent hekk kif il-mewġ jivvjaġġa tul il-linja tat-trasmissjoni tas-sinjal). L-impedenza karatteristika tal-wajer fuq il-bord taċ-ċirkwit stampat hija indiċi importanti tad-disinn tal-bord taċ-ċirkwit, speċjalment fid-disinn tal-PCB ta ‘ċirkwit ta’ frekwenza għolja, għandu jiġi kkunsidrat jekk l-impedenza karatteristika tal-wajer hijiex konsistenti mal-impedenza karatteristika meħtieġa mill-apparat jew is-sinjal. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Kontroll tal-impedenza

Kontroll tal-Impedenza, il-konduttur fil-bord taċ-ċirkwit ikollu kull tip ta ‘trażmissjoni tas-sinjal, sabiex itejjeb ir-rata ta’ trażmissjoni u jrid iżid il-frekwenza tiegħu, jekk il-linja nnifisha minħabba inċiżjoni, ħxuna ta ‘stivar, wisa’ tal-wajer u fatturi differenti oħra, tikkawża bidla fil-valur tal-impedenza, id-distorsjoni tas-sinjal. Għalhekk, il-valur tal-impedenza tal-konduttur fuq il-bord taċ-ċirkwit ta ‘veloċità għolja għandu jkun ikkontrollat ​​f’ċertu firxa, magħrufa bħala “kontroll tal-impedenza”.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Il-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-impedenza tal-wajers tal-PCB huma: il-wisa ‘tal-wajer tar-ram, il-ħxuna tal-wajer tar-ram, il-kostanti dielettrika tal-medja, il-ħxuna tal-medja, il-ħxuna tal-kuxxinett, it-triq tal-wajer tal-art, il-wajers madwar il-wajers , eċċ. L-impedenza tal-PCB tvarja minn 25 sa 120 ohm.

Fil-prattika, linja ta ‘trasmissjoni tal-PCB ġeneralment tikkonsisti minn traċċa, saff ta’ referenza wieħed jew aktar, u materjali ta ‘insulazzjoni. Traċċi u saffi jiffurmaw l-impedenza tal-kontroll. Il-PCBS ħafna drabi jkunu b’ħafna saffi, u l-impedenza tal-kontroll tista ‘tinbena b’diversi modi. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Wisa ‘u ħxuna tat-traċċa tas-sinjal

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

Konfigurazzjoni ta ‘traċċa u pjanċa

Insulation constants of core and prefilled materials

Il-linji ta ‘trasmissjoni tal-PCB jiġu f’żewġ forom ewlenin: Microstrip u Stripline.

Microstrip:

Linja microstrip hija strixxa konduttur bi pjan ta ‘referenza fuq naħa waħda biss, bil-parti ta’ fuq u l-ġnub esposti għall-arja (jew miksija), ‘il fuq mill-wiċċ tal-bord ta’ ċirkwit kostanti ta ‘insulazzjoni Er, bil-provvista tal-enerġija jew l-ert bħala referenza. Kif muri hawn taħt:

Nota: Fil-manifattura attwali tal-PCB, il-manifattur tal-bord ġeneralment jiksi l-wiċċ tal-PCB b’saff ta ‘żejt aħdar, għalhekk fil-kalkolu tal-impedenza attwali, il-mudell muri hawn taħt ġeneralment jintuża għall-kalkolu tal-linja tal-mikrostrip tal-wiċċ:

Stripline:

Linja ta ‘żigarella hija żigarella ta’ wajer imqiegħda bejn żewġ pjani ta ‘referenza, kif muri fil-figura hawn taħt. Il-kostanti dielettriċi tad-dielettriċi rappreżentati minn H1 u H2 jistgħu jkunu differenti.

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. U hekk.

SI9000 jintuża biex jikkalkula jekk ir-rekwiżiti tal-kontroll tal-impedenza humiex sodisfatti:

L-ewwel ikkalkula l-kontroll tal-impedenza tat-tarf wieħed tal-linja tad-dejta DDR:

Saff ta ‘fuq: 0.5oz ħxuna tar-ram, wisa’ tal-wajer ta ‘5MIL, distanza ta’ 3.8mil mill-pjan ta ‘referenza, kostanti dielettrika 4.2. Agħżel il-mudell, ibdel il-parametri, u agħżel Kalkolu bla Telf, kif muri fil-figura:

CoaTIng tfisser koda, u jekk m’hemm l-ebda kuna, imla 0 fil-ħxuna u 1 f’dielettriku (kostanti dielettriċi) (arja).

Substrat jirrappreżenta saff ta ‘sottostrat, jiġifieri, saff dielettriku, ġeneralment bl-użu ta’ fr-4, ħxuna kkalkulata permezz ta ‘softwer ta’ kalkolu ta ‘impedenza, kostanti dielettrika 4.2 (frekwenza inqas minn 1GHz).

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

9. Prepreg / Kunċett ewlieni ta ‘saff ta’ insulazzjoni:

PP (Prepreg) huwa tip ta ‘materjal dielettriku, magħmul minn fibra tal-ħġieġ u raża epossidika. Il-qalba hija fil-fatt TIP ta ’PP medju, iżda ż-żewġ naħat tagħha huma mgħottija b’fojl tar-ram, filwaqt li PP le. Meta tagħmel bordijiet b’ħafna saffi, il-qalba u l-PP normalment jintużaw flimkien, u l-PP jintuża biex jgħaqqad bejn il-qalba u l-qalba.

10. Kwistjonijiet li jeħtieġu attenzjoni fid-disinn tal-laminazzjoni tal-PCB

(1) Problema tal-warpage

Id-disinn tas-saff tal-PCB għandu jkun simetriku, jiġifieri, il-ħxuna tas-saff medju u s-saff tar-ram ta ‘kull saff għandu jkun simetriku. Ħu sitt saffi per eżempju, il-ħxuna tal-medium ta ‘fuq-GND u ta’ qawwa ta ‘isfel għandha tkun konsistenti mal-ħxuna tar-ram, U dik tal-medium GND-L2 u L3-POWER għandha tkun konsistenti mal-ħxuna tar-ram. Dan mhux se jitgħawweġ meta tkun laminata.

(2) Is-saff tas-sinjal għandu jkun akkoppjat sewwa mal-pjan ta ‘referenza biswit (jiġifieri, il-ħxuna medja bejn is-saff tas-sinjal u s-saff tal-kisi tar-ram biswit għandu jkun żgħir ħafna); L-ilbies tar-ram qawwi u l-ilbies tar-ram mitħun għandhom ikunu akkoppjati sewwa.

(3) Fil-każ ta ‘veloċità għolja ħafna, jistgħu jiżdiedu saffi żejda biex jiżolaw is-saff tas-sinjal, iżda huwa rrakkomandat li ma jiżolawx saffi ta’ enerġija multipli, li jistgħu jikkawżaw interferenza ta ‘storbju bla bżonn.

(4) Id-distribuzzjoni ta ‘saffi ta’ disinn laminat tipiku tidher fit-tabella li ġejja:

(5) Prinċipji ġenerali ta ‘arranġament ta’ saffi:

Taħt il-wiċċ tal-komponent (it-tieni saff) hemm il-pjan terren, li jipprovdi s-saff ta ‘lqugħ tal-apparat u l-pjan ta’ referenza għall-wajers tas-saff ta ‘fuq;

Is-saffi kollha tas-sinjali huma biswit il-pjan terren kemm jista ‘jkun.

Evita kemm jista ‘jkun viċinanza diretta bejn żewġ saffi tas-sinjali;

Il-provvista tal-enerġija ewlenija għandha tkun kemm jista ‘jkun adjaċenti;

Is-simetrija tal-istruttura tal-pellikola hija kkunsidrata.

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

(Għal kundizzjonijiet taħt il-50MHZ, jekk jogħġbok irreferi għaliha u tirrilassaha b’mod xieraq), il-prinċipju tat-tqassim huwa ssuġġerit:

Il-wiċċ tal-komponent u l-wiċċ tal-iwweldjar huma pjan komplut tal-art (tarka);

L-ebda saff ta ‘wajers paralleli biswit;

Is-saffi kollha tas-sinjali huma biswit il-pjan terren kemm jista ‘jkun.

Is-sinjal ewlieni huwa maġenb il-formazzjoni u ma jaqsamx iż-żona ta ‘segmentazzjoni.