ဘယ်လိုထိန်းချုပ်ရမလဲ PCB အတားအဆီးလား?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. PCI ဘတ်စ်ကား၊ PCI-E ဘတ်စ်ကား၊ USB၊ Ethernet၊ DDR မှတ်ဉာဏ်၊ LVDS အချက်ပြစသည်ကဲ့သို့ဘုံအချက်ပြမှုအားလုံးသည် impedance ထိန်းချုပ်မှုလိုအပ်သည်။ 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.

မတူညီသောဝါယာကြိုးနည်းလမ်းများအားသက်ဆိုင်ရာ impedance တန်ဖိုးရရှိရန်တွက်ချက်နိုင်သည်။

Microstrip lines

•၎င်းတွင်မြေပြင်လေယာဉ်နှင့်အလယ်၌ dielectric ပါ ၀ င်သောဝါယာကြိုးတစ်ချောင်းပါ ၀ င်သည်။ dielectric ကိန်းသေ၊ လိုင်းအကျယ်နှင့်မြေပြင်လေယာဉ်မှ၎င်း၏အကွာအဝေးကိုထိန်းချုပ်နိုင်လျှင်၎င်း၏ဝိသေသလက္ခဏာခုခံနိုင်စွမ်းကိုထိန်းချုပ်နိုင်ပြီးတိကျမှုသည်± 5%အတွင်းရှိလိမ့်မည်။

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

စိုင်းလိုင်း

Ribbon ကြိုးသည်လေယာဉ်နှစ်စင်းကြားရှိ dielectric အလယ်၌ကြေးနီတစ်ခြမ်းဖြစ်သည်။ 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:

PCB impedance ကိုကောင်းစွာထိန်းချုပ်နိုင်ရန် PCB ၏ဖွဲ့စည်းပုံကိုနားလည်ရန်လိုအပ်သည်။

များသောအားဖြင့်ကျွန်ုပ်တို့ multilayer board ဟုခေါ်သောအရာကိုအမာခံပန်းကန်ပြားနှင့်တစ်ပိုင်းပြီးတစ်ပိုင်းအထပ်သားများဖြင့်ပြုလုပ်ထားသည်။ အမာခံဘုတ်သည်ပုံနှိပ်ဘုတ်အဖွဲ့၏အခြေခံပစ္စည်းဖြစ်သည့်မာကြောသော၊ အထူးအထူ၊ ပေါင်မုန့်ကြေးပြားနှစ်ပြား။ 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.

များသောအားဖြင့် multilayer တစ်ခု၏အပြင်ဘက်ဆုံးအလွှာနှစ်ခုသည် wetted အလွှာများဖြစ်ပြီး၊ သီးခြားကြေးနီသတ္တုပြားအလွှာများကိုဤအလွှာနှစ်ခုအပြင်ဘက်ကိုအပြင်ဘက်ကြေးနီသတ္တုပြားအဖြစ်သုံးသည်။ အပြင်ဘက်ကြေးနီသတ္တုပြားနှင့်အတွင်းကြေးနီသတ္တုပြား၏မူလအထူသတ်မှတ်ချက်သည်ယေဘူယျအားဖြင့် 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ သည် 35um သို့မဟုတ် 1.4mil ခန့်) ဖြစ်သော်လည်းမျက်နှာပြင်ကုသမှုတစ်ခုပြီးသောအခါအပြင်ဘက်ကြေးနီသတ္တုပြား၏နောက်ဆုံးအထူသည်ယေဘူယျအားဖြင့်မြင့်တက်လာလိမ့်မည်။ 1OZ အတွင်းကြေးနီသတ္တုပြားသည်ကြေးပြား၏နှစ်ဖက်စလုံးတွင်ဖုံးအုပ်ထားသောကြေးနီဖြစ်သည်။ နောက်ဆုံးအထူသည်မူလအထူနှင့်အနည်းငယ်ကွဲပြားသော်လည်း၎င်းကိုပုံသွင်ပြင်ကြောင့်ယေဘူယျအားဖြင့်အများအားဖြင့်လျှော့ချသည်။

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.

ပုံနှိပ်ဘုတ်၏အထူးသဖြင့်အထူပြုလုပ်သောအခါတစ်ဖက်၌ပစ္စည်းသတ်မှတ်ချက်များကိုကျိုးကြောင်းဆီလျော်စွာရွေးချယ်ရန်လိုအပ်ပြီးအခြားတစ်ဖက်တွင်ဆေးသုတ်ထားသောတစ်ပိုင်း၏နောက်ဆုံးအထူသည်ကန ဦး အထူထက်သေးငယ်လိမ့်မည်။ အောက်ပါသည်ပုံမှန်အလွှာ ၆ လွှာ laminate ဖွဲ့စည်းပုံဖြစ်သည်။

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:

မျက်နှာပြင်ကြေးနီသတ္တုပြား

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. ပြီးစီးပြီးနောက်နောက်ဆုံးအထူသည် 44um, 50um နှင့် 67um ခန့်ရှိသည်။

Core ပန်းကန်: S1141A, standard FR-4, breaded copper ပန်းကန်နှစ်ခုကိုအများအားဖြင့်သုံးသည်။ ရွေးချယ်နိုင်သောသတ်မှတ်ချက်များကိုထုတ်လုပ်သူအားဆက်သွယ်ခြင်းဖြင့်ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။

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. တစ်ခြမ်းပျောက်ကင်းသောဆေးပြား ၃ ပြားကိုအများဆုံးထိုးဖောက်နိုင်သောအလွှာတစ်ခုတည်းအတွက်သုံးနိုင်ပြီး၊ ဆေးသုတ်ထားသောဆေးပြား ၃ ပြား၏အထူသည်တူညီနိုင်မည်မဟုတ်ပါ၊ အနည်းဆုံးပျောက်ကင်းသောဆေးပြားတစ်ဝက်ကိုသုံးနိုင်သည်၊ သို့သော်အချို့ထုတ်လုပ်သူများသည်အနည်းဆုံးနှစ်လုံးသုံးရပါမည်။ မရ။ 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.

ခုခံဂဟေအလွှာ

ကြေးနီသတ္တုပြားပေါ်တွင်ဂဟေဆော်ခုခံအလွှာ၏အထူသည်C2≈8-10umဖြစ်သည်။ ကြေးနီသတ္တုပါးမပါသောမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်ဂဟေဆော်ခုခံလွှာ၏အထူသည် C1 ဖြစ်ပြီးမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိကြေးနီအထူနှင့်ကွဲပြားသည်။ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိကြေးနီအထူသည် ၄၅um၊ C45≈1-13um၊ မျက်နှာပြင်ကြေးနီအထူသည် ၇၀um၊ C15≈70-1umရှိသည့်အခါ။

Traverse section:

ဝါယာကြိုး၏ဖြတ်ပိုင်းသည်စတုဂံဖြစ်သည်ဟုကျွန်ုပ်တို့ထင်ကောင်းထင်လိမ့်မည်၊ သို့သော်၎င်းသည် trapezoid ဖြစ်သည်။ 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. ဥပမာ၊ လိုင်းအကျယ်က 5MIL ဆိုရင်အပေါ်နဲ့အောက်နှစ်ဖက်က 4MIL လောက်၊ အောက်ခြေနဲ့အောက်ခြေနှစ်ဖက်က 5MIL လောက်ရှိတယ်။ 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

Permittivity: တစ်ဝက်ပျောက်ထားသောစာရွက်များ၏ permittivity သည်အထူနှင့်ဆက်စပ်သည်။ အောက်ပါဇယားသည်အမာခံတစ်ပိုင်းသုတ်ထားသောစာရွက်များ၏ကွဲပြားသောအမျိုးအစားများ၏အထူနှင့်ခွင့်ပြုနိုင်စွမ်းကိုပြသည်။

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 ဆုံးရှုံးရသည့်အချက်: အပူနှင့်စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုများကြောင့်လျှပ်စစ်လယ်ပြောင်းလုပ်ခြင်းကို dielectric ပစ္စည်းများအောက်တွင် dielectric loss ဟုခေါ်သည်၊ အများအားဖြင့် dielectric loss factor Tan expressed ဖြင့်ဖော်ပြသည်။ S1141A အတွက်ပုံမှန်တန်ဖိုးသည် ၀.၀၁၅ ဖြစ်သည်။

စက်အားသေချာစေရန်အနည်းဆုံးမျဉ်းအကျယ်နှင့်လိုင်းအကွာအဝေး: 4mil/4mil

Impedance တွက်ချက်ခြင်းကိရိယာမိတ်ဆက်

ကျွန်ုပ်တို့သည် multilayer board ၏ဖွဲ့စည်းပုံကိုနားလည်ပြီးလိုအပ်သော parameters များကိုကျွမ်းကျင်သောအခါ EDA software မှတဆင့် impedance ကိုတွက်နိုင်သည်။ မင်းဒါကိုလုပ်ဖို့ Allegro ကိုသုံးနိုင်တယ်၊ ဒါပေမယ့် Polar SI9000 က characteristic impedance ကိုတွက်ချက်ဖို့ကောင်းတဲ့ tool တစ်ခုဖြစ်ပြီးအခု PCB စက်ရုံတော်တော်များများမှာသုံးနေတယ်။

differential line နှင့် single terminal line နှစ်ခုလုံး၏အတွင်းပိုင်း signal ၏ characteristic impedance ကိုတွက်ချက်သောအခါ wire ၏ cross section ပုံသဏ္suchန်ကဲ့သို့သောအသေးစိတ်အချက်အချို့ကြောင့် Polar SI9000 နှင့် Allegro ကြားအနည်းငယ်ကွာခြားချက်ကိုသင်တွေ့လိမ့်မည်။ သို့သော် Surface signal ၏ဝိသေသလက္ခဏာအတားအဆီးကိုတွက်ချက်မည်ဆိုလျှင် Surface model အစား Coated model ကိုရွေးချယ်ရန်ငါအကြံပြုသည်၊ ထိုပုံစံများသည် solder resistance layer တည်ရှိမှုကိုထည့်သွင်းစဉ်းစားသောကြောင့်ရလဒ်များသည်ပိုမိုတိကျလိမ့်မည်။ 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

ဂဟေဆော်ခုခံအလွှာ၏အထူကိုအလွယ်တကူမထိန်းချုပ်နိုင်သောကြောင့်ဘုတ်ထုတ်လုပ်သူမှအကြံပြုသည့်အတိုင်းအနီးစပ်ဆုံးနည်းလမ်းကိုသုံးနိုင်သည်။ Surface model တွက်ချက်မှုမှတိကျသောတန်ဖိုးကိုနုတ်ပါ။ differential impedance ကိုအနှုတ် ၈ ohms နှင့် single-end impedance ကိုအနှုတ် ၂ ohms ပေးရန်အကြံပြုသည်။

ဝါယာကြိုးအတွက်ကွဲပြားခြားနားသော PCB လိုအပ်ချက်များ

(၁) wiring mode, parameters နှင့် impedance တွက်ချက်မှုကိုဆုံးဖြတ်ပါ။ line routing အတွက်ကွဲပြားသော modes နှစ်မျိုးရှိသည်။ အပြင်ဘက်အလွှာတွင် microstrip line difference mode နှင့် inner layer strip line difference mode ။ Impedance ကိုဆက်စပ် impedance တွက်ချက်မှု software (POLAR-SI9000 ကဲ့သို့) သို့မဟုတ် impedance တွက်ချက်ပုံသေနည်းအားသင့်လျော်သောသတ်မှတ်ချက်သတ်မှတ်ချက်မှတဆင့်တွက်ချက်နိုင်သည်။

(၂) Parallel isometric မျဉ်းများ လမ်းကြောင်းအကျယ်နှင့်အကွာအဝေးကိုဆုံးဖြတ်ပါ၊ နှင့်လမ်းကြောင်းဖြတ်သောအခါတွက်ထားသောမျဉ်းအကျယ်နှင့်အကွာအဝေးကိုအတိအကျလိုက်နာပါ။ မျဉ်းနှစ်ကြောင်းကြားအကွာအဝေးသည်အမြဲမပြောင်းလဲဘဲဆက်ရှိနေရန်ဆိုလိုသည်။ 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. ယေဘူယျအားဖြင့်အလွှာများအကြားခြားနားချက်အချက်ပြခြင်းကို သုံး၍ ကြိုးစားသည်၊ အကြောင်းမှာလုပ်ငန်းစဉ်၌ PCB ၏အမှန်တကယ်လုပ်ဆောင်မှုတွင် cascading laminated alignment တိကျမှုသည် etching တိကျမှုအကြားနှင့် laminated dielectric ဆုံးရှုံးခြင်းဖြစ်စဉ်ထက်များစွာနိမ့်သည်။ ကွဲပြားခြားနားသောလိုင်းအကွာအဝေးသည် interlayer dielectric ၏အထူနှင့်ညီမျှသည်ဟုမအာမခံနိုင်ပါ၊ impedance ပြောင်းလဲမှု၏အလွှာများအကြားခြားနားချက်ကိုဖြစ်ပေါ်စေလိမ့်မည်။ ဖြစ်နိုင်သမျှတူညီသောအလွှာအတွင်းခြားနားချက်ကိုအတတ်နိုင်ဆုံးသုံးရန်အကြံပြုသည်။