Si të kontrollohet PCB rezistencë?

Without impedance control, considerable signal reflection and distortion will be caused, resulting in design failure. Sinjalet e zakonshme, të tilla si autobusi PCI, autobusi PCI-E, USB, Ethernet, memorja DDR, sinjali LVDS, etj., Të gjitha kanë nevojë për kontroll të rezistencës. 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.

Metoda të ndryshme të instalimeve elektrike mund të llogariten për të marrë vlerën përkatëse të rezistencës.

Microstrip lines

• Përbëhet nga një shirit teli me rrafshin tokësor dhe dielektrik në mes. Nëse konstanta dielektrike, gjerësia e linjës dhe distanca e saj nga rrafshi i tokës janë të kontrollueshme, atëherë rezistenca e saj karakteristike është e kontrollueshme dhe saktësia do të jetë brenda ± 5%.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Stripline

Një vijë fjongo është një shirit bakri në mes të dielektrikut midis dy planeve përcjellëse. 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:

Për të kontrolluar mirë rezistencën e PCB, është e nevojshme të kuptohet struktura e PCB:

Zakonisht ajo që ne e quajmë tabelë me shumë shtresa përbëhet nga pllaka thelbësore dhe fletë gjysmë e ngurtësuar e petëzuar së bashku me njëra-tjetrën. Bordi kryesor është një trashësi e fortë, specifike, dy pjata bakri bukë, e cila është materiali bazë i tabelës së shtypur. 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.

Zakonisht dy shtresat dielektrike më të jashtme të një shtrese të lagur janë shtresa të lagura, dhe shtresa të veçanta të fletës së bakrit përdoren në pjesën e jashtme të këtyre dy shtresave si fletë e jashtme e bakrit. Specifikimi i trashësisë origjinale të fletës së jashtme të bakrit dhe fletës së brendshme të bakrit është përgjithësisht 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ është rreth 35um ose 1.4mil), por pas një serie trajtimesh sipërfaqësore, trashësia përfundimtare e fletës së jashtme të bakrit në përgjithësi do të rritet me rreth 1OZ Fleta e brendshme e bakrit është mbulesa e bakrit në të dy anët e pllakës bazë. Trashësia përfundimtare ndryshon pak nga trashësia origjinale, por përgjithësisht zvogëlohet me disa um për shkak të gdhendjes.

Shtresa më e jashtme e bordit me shumë shtresa është shtresa e rezistencës së saldimit, e cila është ajo që ne shpesh themi “vaj jeshil”, natyrisht, mund të jetë edhe e verdhë ose ngjyra të tjera. 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. Më poshtë është një strukturë tipike e petëzuar me 6 shtresa:

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:

Petë bakri sipërfaqësore:

There are three thicknesses of copper foil that can be used: 12um, 18um and 35um. Trashësia përfundimtare pas përfundimit është rreth 44um, 50um dhe 67um.

Pllaka kryesore: S1141A, standarde FR-4, zakonisht përdoren dy pllaka bakri të pjekura. Specifikimet opsionale mund të përcaktohen duke kontaktuar prodhuesin.

Semi-cured tablet:

Specifikimet (trashësia origjinale) janë 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). Trashësia aktuale pas shtypjes është zakonisht rreth 10-15um më pak se vlera origjinale. Maksimumi 3 tableta gjysmë të kuruar mund të përdoren për të njëjtën shtresë infiltrimi, dhe trashësia e 3 tabletave gjysmë të kuruar nuk mund të jetë e njëjtë, mund të përdoren të paktën një tabletë gjysmë të kuruar, por disa prodhues duhet të përdorin të paktën dy Me Nëse trashësia e pjesës gjysmë të pjekur nuk është e mjaftueshme, fleta e bakrit në të dy anët e pllakës së bërthamës mund të gdhendet, dhe pastaj pjesa gjysmë e kuruar mund të lidhet në të dy anët, në mënyrë që të jetë një shtresë më e trashë infiltrimi arritur.

Shtresa e saldimit me rezistencë:

Trashësia e shtresës së rezistencës së saldimit në fletën e bakrit është C2≈8-10um. Trashësia e shtresës së rezistencës së saldimit në sipërfaqe pa fletë bakri është C1, e cila ndryshon me trashësinë e bakrit në sipërfaqe. Kur trashësia e bakrit në sipërfaqe është 45um, C1≈13-15um, dhe kur trashësia e bakrit në sipërfaqe është 70um, C1≈17-18um.

Seksioni i tërthortë:

Ne do të mendonim se seksioni kryq i një teli është një drejtkëndësh, por në fakt është një trapezoid. Duke marrë shtresën TOP si shembull, kur trashësia e fletës së bakrit është 1OZ, buza e sipërme e poshtme e trapezoidit është 1MIL më e shkurtër se buza e poshtme e poshtme. Për shembull, nëse gjerësia e linjës është 5MIL, atëherë anët e sipërme dhe të poshtme janë rreth 4MIL dhe anët e poshtme dhe të poshtme janë rreth 5MIL. Dallimi midis skajeve të sipërme dhe të poshtme lidhet me trashësinë e bakrit. Tabela e mëposhtme tregon marrëdhënien midis pjesës së sipërme dhe të poshtme të trapezoidit në kushte të ndryshme.

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Lejueshmëria: Lejueshmëria e fletëve gjysmë të pjekura lidhet me trashësinë. Tabela e mëposhtme tregon parametrat e trashësisë dhe lejueshmërisë së llojeve të ndryshme të çarçafëve gjysmë të pjekur:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Konstanta dielektrike e pllakës lidhet me materialin rrëshirë të përdorur. Konstanta dielektrike e pllakës FR4 është 4.2 – 4.7, dhe zvogëlohet me rritjen e frekuencës.

Faktori i humbjes dielektrike: materialet dielektrike nën veprimin e fushës elektrike alternative, për shkak të konsumit të nxehtësisë dhe energjisë quhet humbje dielektrike, e shprehur zakonisht me faktorin e humbjes dielektrike Tan δ. Vlera tipike për S1141A është 0.015.

Gjerësia minimale e linjës dhe hapësira e linjës për të siguruar përpunimin: 4mil/4mil.

Prezantimi i mjetit të llogaritjes së rezistencës:

Kur kuptojmë strukturën e bordit me shumë shtresa dhe zotërojmë parametrat e kërkuar, ne mund të llogarisim rezistencën përmes softuerit EDA. Ju mund të përdorni Allegro për ta bërë këtë, por unë rekomandoj Polar SI9000, i cili është një mjet i mirë për llogaritjen e rezistencës karakteristike dhe tani përdoret nga shumë fabrika të PCB.

Kur llogaritni rezistencën karakteristike të sinjalit të brendshëm të linjës diferenciale dhe linjës së vetme të terminalit, do të gjeni vetëm një ndryshim të vogël midis Polar SI9000 dhe Allegro për shkak të disa detajeve, siç është forma e seksionit kryq të telit. Sidoqoftë, nëse është për të llogaritur rezistencën karakteristike të sinjalit Sipërfaqësor, ju sugjeroj të zgjidhni modelin e veshur në vend të modelit Sipërfaqja, sepse modele të tilla marrin parasysh ekzistencën e shtresës së rezistencës së saldimit, kështu që rezultatet do të jenë më të sakta. Më poshtë është një pamje e pjesshme e ekranit të rezistencës së linjës diferenciale të sipërfaqes të llogaritur me Polar SI9000 duke marrë parasysh shtresën e rezistencës së bashkimit:

What is impedance control how to perform impedance control on PCB

Meqenëse trashësia e shtresës së rezistencës së saldimit nuk kontrollohet lehtë, mund të përdoret gjithashtu një qasje e përafërt, siç rekomandohet nga prodhuesi i bordit: zbritni një vlerë specifike nga llogaritja e modelit Surface. Rekomandohet që rezistenca diferenciale të jetë minus 8 ohm dhe rezistenca e njëanshme të jetë minus 2 ohmë.

Kërkesat diferenciale të PCB për instalime elektrike

(1) Përcaktoni mënyrën e instalimeve elektrike, parametrat dhe llogaritjen e rezistencës. Ekzistojnë dy lloje të mënyrave të ndryshimit për drejtimin e linjës: mënyra e ndryshimit të linjës në shtresën e jashtme dhe mënyra e ndryshimit të vijës së shiritit të brendshëm. Pengesa mund të llogaritet nga softueri i llogaritjes së rezistencës së lidhur (siç është POLAR-SI9000) ose formula e llogaritjes së rezistencës përmes cilësimeve të arsyeshme të parametrave.

(2) Linjat izometrike paralele. Përcaktoni gjerësinë dhe hapësirën e linjës dhe ndiqni në mënyrë rigoroze gjerësinë dhe hapësirën e llogaritur të linjës kur drejtoni. Hapësira midis dy rreshtave duhet të mbetet gjithmonë e pandryshuar, domethënë të ruhet paralelisht. 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. Në përgjithësi përpiquni të shmangni përdorimin e sinjalit të diferencës midis shtresave, domethënë sepse në përpunimin aktual të PCB -së në proces, për shkak të shtrirjes kaskadike të shtrirjes së shtresës, është shumë më e ulët se sa parashikohet midis saktësisë së gdhendjes, dhe në procesin e humbjes dielektrike të petëzuar, nuk mund të garantojë diferencën, distanca e linjës është e barabartë me trashësinë e dielektrikut ndërfunksional, do të shkaktojë ndryshimin midis shtresave të ndryshimit të ndryshimit të rezistencës. Rekomandohet të përdorni diferencën brenda së njëjtës shtresë sa më shumë që të jetë e mundur.