Mingħajr kontroll ta ‘impedenza, riflessjoni u distorsjoni konsiderevoli tas-sinjal ikunu kkawżati, li jirriżultaw fi falliment tad-disinn. Sinjali komuni, bħal bus PCI, bus PCI-E, USB, Ethernet, memorja DDR, sinjal LVDS, eċċ., Kollha jeħtieġu kontroll tal-impedenza. Il-kontroll tal-impedenza fl-aħħar mill-aħħar jeħtieġ li jitwettaq permezz tad-disinn tal-PCB, li jressaq ukoll rekwiżiti ogħla għal Bord tal-PCB teknoloġija. Wara komunikazzjoni mal-fabbrika tal-PCB u magħquda ma ‘l-użu ta’ softwer EDA, l-impedenza tal-wajers hija kkontrollata skond il-ħtiġijiet ta ‘l-integrità tas-sinjal.

Jistgħu jiġu kkalkulati metodi differenti ta ‘wajers biex jinkiseb il-valur ta’ impedenza korrispondenti.

Linji Microstrip

Din tikkonsisti fi strixxa ta ‘wajer bil-pjan terren u dielettriku fin-nofs. Jekk il-kostanti dielettrika, il-wisa ‘tal-linja, u d-distanza tagħha mill-pjan terren huma kontrollabbli, allura l-impedenza karatteristika tagħha hija kontrollabbli, u l-eżattezza tkun sa ± 5%.

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-wajers tal-PCB

Stripline

Linja taż-żigarella hija strixxa tar-ram fin-nofs tad-dielettriku bejn żewġ pjani konduttivi. Jekk il-ħxuna u l-wisa ‘tal-linja, il-kostanti dielettrika tal-mezz, u d-distanza bejn il-pjani ta’ l-art taż-żewġ saffi huma kontrollabbli, l-impedenza karatteristika tal-linja hija kontrollabbli, u l-eżattezza hija fi ħdan 10%.

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-wajers tal-PCB

L-istruttura tal-bord b’ħafna saffi:

Sabiex l-impedenza tal-PCB tiġi kkontrollata sew, huwa meħtieġ li tifhem l-istruttura tal-PCB:

Normalment dak li nsejħu bord b’ħafna saffi huwa magħmul minn pjanċa tal-qalba u folja semi-solidifikata laminata flimkien ma ‘xulxin. Il-bord tal-qalba huwa ħxuna iebsa, speċifika, pjanċa tar-ram tal-ħobż tnejn, li huwa l-materjal bażiku tal-bord stampat. U l-biċċa semi-vulkanizzata tikkostitwixxi l-hekk imsejjaħ saff ta ‘infiltrazzjoni, għandha r-rwol li tgħaqqad il-pjanċa tal-qalba, għalkemm hemm ċerta ħxuna inizjali, iżda fil-proċess li tagħfas il-ħxuna tagħha se jseħħu xi bidliet.

Normalment iż-żewġ saffi dielettriċi ta ‘barra b’ħafna saffi huma mxarrba, u saffi separati tal-fojl tar-ram jintużaw fuq barra ta’ dawn iż-żewġ saffi bħala l-fojl tar-ram ta ‘barra. L-ispeċifikazzjoni oriġinali tal-ħxuna tal-fojl tar-ram ta ‘barra u l-fojl tar-ram ta’ ġewwa hija ġeneralment 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ hija madwar 35um jew 1.4mil), iżda wara serje ta ‘trattament tal-wiċċ, il-ħxuna finali tal-fojl tar-ram ta’ barra ġeneralment tiżdied b’madwar 1OZ. Il-fojl tar-ram ta ‘ġewwa huwa l-kisi tar-ram fuq iż-żewġ naħat tal-pjanċa tal-qalba. Il-ħxuna finali tvarja ftit mill-ħxuna oriġinali, iżda ġeneralment titnaqqas b’diversi um minħabba l-inċiżjoni.

Is-saff ta ‘barra tal-bord b’ħafna saffi huwa s-saff ta’ reżistenza għall-iwweldjar, li huwa dak li spiss ngħidu “żejt aħdar”, naturalment, jista ‘jkun ukoll isfar jew kuluri oħra. Il-ħxuna tas-saff ta ‘reżistenza għall-istann ġeneralment mhix faċli biex tiddeterminaha b’mod preċiż. Iż-żona mingħajr fojl tar-ram fuq il-wiċċ hija kemmxejn eħxen miż-żona bil-fojl tar-ram, iżda minħabba n-nuqqas ta ‘ħxuna tal-fojl tar-ram, għalhekk il-fojl tar-ram għadu aktar prominenti, meta nmissu l-wiċċ tal-bord stampat b’subgħajna jista’ jħoss.

Meta ssir ħxuna partikolari tal-bord stampat, minn naħa, hija meħtieġa għażla raġonevoli ta ‘parametri tal-materjal, min-naħa l-oħra, il-ħxuna finali tal-folja semi-vulkanizzata tkun iżgħar mill-ħxuna inizjali. Dan li ġej huwa struttura laminata tipika ta ‘6 saffi:

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-wajers tal-PCB

Parametri tal-PCB:

Pjanti differenti tal-PCB għandhom differenzi żgħar fil-parametri tal-PCB. Permezz tal-komunikazzjoni mal-appoġġ tekniku tal-impjant taċ-ċirkwit, ksibna xi dejta tal-parametri tal-impjant:

Fojl tar-ram tal-wiċċ:

Hemm tliet ħxuna ta ‘fojl tar-ram li jistgħu jintużaw: 12um, 18um u 35um. Il-ħxuna finali wara li tispiċċa hija madwar 44um, 50um u 67um.

Pjanċa tal-qalba: S1141A, standard FR-4, żewġ pjanċi tar-ram bil-ħobż huma komunement użati. L-ispeċifikazzjonijiet mhux obbligatorji jistgħu jiġu determinati billi tikkuntattja lill-manifattur.

Pillola semi-vulkanizzata:

L-ispeċifikazzjonijiet (ħxuna oriġinali) huma 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). Il-ħxuna attwali wara l-ippressar hija ġeneralment madwar 10-15um inqas mill-valur oriġinali. Massimu ta ‘3 pilloli semi-vulkanizzati jistgħu jintużaw għall-istess saff ta’ infiltrazzjoni, u l-ħxuna ta ‘3 pilloli semi-vulkanizzati ma tistax tkun l-istess, jistgħu jintużaw mill-inqas pilloli nofs vulkanizzati, iżda xi manifatturi għandhom jużaw mill-inqas tnejn . Jekk il-ħxuna tal-biċċa semi-vulkanizzata mhix biżżejjed, il-fojl tar-ram fuq iż-żewġ naħat tal-pjanċa tal-qalba jista ‘jinqata’, u allura l-biċċa semi-vulkanizzata tista ‘titwaħħal fuq iż-żewġ naħat, sabiex saff ta’ infiltrazzjoni eħxen jista ‘jkun miksuba.

Saff tal-iwweldjar tar-reżistenza:

Il-ħxuna tas-saff ta ‘reżistenza għall-istann fuq il-fojl tar-ram hija C2≈8-10um. Il-ħxuna tas-saff ta ‘reżistenza għall-istann fuq il-wiċċ mingħajr fojl tar-ram hija C1, li tvarja bil-ħxuna tar-ram fuq il-wiċċ. Meta l-ħxuna tar-ram fuq il-wiċċ hija 45um, C1≈13-15um, u meta l-ħxuna tar-ram fuq il-wiċċ hija 70um, C1≈17-18um.

Taqsima trasversali:

Aħna naħsbu li s-sezzjoni trasversali ta ‘wajer hija rettangolu, iżda fil-fatt hija trapezoid. Meta tieħu s-saff TOP bħala eżempju, meta l-ħxuna tal-fojl tar-ram hija 1OZ, it-tarf ta ‘fuq tal-qiegħ tat-trapezoid huwa 1MIL iqsar mit-tarf t’isfel tal-qiegħ. Pereżempju, jekk il-wisa ‘tal-linja hija 5MIL, allura l-ġnub ta’ fuq u ta ‘isfel huma madwar 4MIL u l-ġnub ta’ isfel u ta ‘isfel huma madwar 5MIL. Id-differenza bejn it-truf ta ‘fuq u ta’ isfel hija relatata mal-ħxuna tar-ram. It-tabella li ġejja turi r-relazzjoni bejn il-parti ta ‘fuq u ta’ isfel tat-trapezoid taħt kundizzjonijiet differenti.

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-wajers tal-PCB

Permittività: Il-permittività ta ‘folji semi-vulkanizzati hija relatata mal-ħxuna. It-tabella li ġejja turi l-parametri tal-ħxuna u l-permittività ta ‘tipi differenti ta’ folji semi-vulkanizzati:

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-wajers tal-PCB

Il-kostanti dielettrika tal-pjanċa hija relatata mal-materjal tar-raża użat. Il-kostanti dielettrika tal-pjanċa FR4 hija 4.2 – 4.7, u tonqos biż-żieda tal-frekwenza.

Fattur ta ‘telf dielettriku: materjali dielettriċi taħt l-azzjoni ta’ kamp elettriku alternat, minħabba l-konsum tas-sħana u l-enerġija jissejjaħ telf dielettriku, ġeneralment espress b’fattur ta ‘telf dielettriku Tan δ. Il-valur tipiku għal S1141A huwa 0.015.

Wisa ‘minimu tal-linja u spazjar tal-linja biex tkun żgurata l-makkinar: 4mil / 4mil.

Introduzzjoni tal-għodda tal-kalkolu tal-impedenza:

Meta nifhmu l-istruttura tal-bord b’ħafna saffi u nikkontrollaw il-parametri meħtieġa, nistgħu nikkalkulaw l-impedenza permezz tas-softwer EDA. Tista ‘tuża Allegro biex tagħmel dan, imma nirrakkomanda Polar SI9000, li hija għodda tajba għall-kalkolu tal-impedenza karatteristika u issa hija użata minn bosta fabbriki tal-PCB.

Meta tikkalkula l-impedenza karatteristika tas-sinjal intern kemm tal-linja differenzjali kif ukoll tal-linja terminali waħda, issib biss differenza żgħira bejn il-Polar SI9000 u Allegro minħabba xi dettalji, bħall-forma tas-sezzjoni trasversali tal-wajer. Madankollu, jekk huwa biex tikkalkula l-impedenza karatteristika tas-sinjal tal-wiċċ, nissuġġerilek li tagħżel il-mudell Miksijin minflok il-mudell tal-wiċċ, minħabba li mudelli bħal dawn iqisu l-eżistenza ta ‘saff ta’ reżistenza għall-istann, u għalhekk ir-riżultati jkunu aktar preċiżi. Dan li ġej huwa screenshot parzjali tal-impedenza tal-linja differenzjali tal-wiċċ ikkalkulata bil-Polar SI9000 meta wieħed iqis is-saff tar-reżistenza tal-istann:

Kif tikkontrolla l-impedenza tal-wajers tal-PCB

Peress li l-ħxuna tas-saff ta ‘reżistenza għall-istann mhix ikkontrollata faċilment, jista’ jintuża wkoll approċċ approssimattiv, kif irrakkomandat mill-manifattur tal-bord: naqqas valur speċifiku mill-kalkolu tal-mudell tal-Wiċċ. Huwa rrakkomandat li l-impedenza differenzjali tkun nieqsa 8 ohms u l-impedenza tat-tarf wieħed tkun nieqsa 2 ohms.

Rekwiżiti differenzjali tal-PCB għall-wajers

(1) Iddetermina l-mod tal-wajers, il-parametri u l-kalkolu tal-impedenza. Hemm żewġ tipi ta ‘modi ta’ differenza għar-rotta tal-linja: mod ta ‘differenza ta’ linja ta ‘saff ta’ barra mikrostrip u modalità ta ‘differenza ta’ linja ta ‘strixxa ta’ saff ta ‘ġewwa. L-impedenza tista ‘tiġi kkalkulata permezz ta’ softwer relatat għall-kalkolu tal-impedenza (bħal POLAR-SI9000) jew formula tal-kalkolu tal-impedenza permezz ta ‘issettjar raġonevoli tal-parametri.

(2) Linji isometriċi paralleli. Iddetermina l-wisa ‘u l-ispazjar tal-linja, u segwi b’mod strett il-wisa’ u l-ispazjar tal-linja kkalkulati meta tgħaddi. L-ispazjar bejn żewġ linji għandu dejjem jibqa ‘l-istess, jiġifieri, biex jinżamm parallel. Hemm żewġ modi ta ‘paralleliżmu: wieħed huwa li ż-żewġ linji jimxu fl-istess saff ġenb ma’ ġenb, u l-ieħor huwa li ż-żewġ linji jimxu fis-saff over-under. Ġeneralment tipprova tevita li tuża s-sinjal tad-differenza bejn is-saffi, jiġifieri minħabba li fl-ipproċessar attwali tal-PCB fil-proċess, minħabba l-preċiżjoni tal-allinjament laminat f’kaskata huwa ħafna inqas minn dak ipprovdut bejn il-preċiżjoni tal-inċiżjoni, u fil-proċess ta ‘telf dielettriku laminat, ma tistax tiggarantixxi l-ispazjar tal-linja tad-differenza hija ugwali għall-ħxuna tad-dielettriku bejn is-saffi, tikkawża d-differenza bejn is-saffi tad-differenza tal-bidla tal-impedenza. Huwa rrakkomandat li tuża d-differenza fl-istess saff kemm jista ‘jkun.