With the increasing speed of ПЦБ- пребацивање сигнала, данашњи дизајнери ПЦБ -а морају разумјети и контролирати импеданцију трагова ПЦБ -а. Одговарајући краћим временима преноса сигнала и већим тактима савремених дигиталних кола, трагови ПЦБ -а више нису једноставне везе, већ далеководи.

Како контролисати импеданцију ПЦБ -а

У пракси је потребно контролисати импеданцију трага када дигитална гранична брзина прелази 1нс или аналогна фреквенција прелази 300Мхз. Један од кључних параметара трага ПЦБ -а је његова карактеристична импеданса (однос напона и струје док талас путује дуж преносне линије сигнала). The characteristic impedance of wire on printed circuit board is an important index of circuit board design, especially in PCB design of high frequency circuit, it must be considered whether the characteristic impedance of wire is consistent with the characteristic impedance required by device or signal. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Контрола импедансе

Контрола ЕИмпанце, проводник на плочи ће имати све врсте преноса сигнала, како би се побољшала брзина преноса и мора повећати његову фреквенцију, ако ће сама линија због нагризања, дебљине слагања, ширине жице и других различитих фактора узроковати промена вредности импедансе, изобличење сигнала. Због тога вредност импедансе проводника на плочи за велике брзине треба контролисати у одређеном опсегу, познатом као „контрола импедансе“.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Главни фактори који утичу на импеданцију ожичења ПЦБ -а су: ширина бакарне жице, дебљина бакарне жице, диелектрична константа медија, дебљина медија, дебљина подлоге, путања уземљене жице, ожичење око ожичења итд. Импеданса ПЦБ -а се креће од 25 до 120 охма.

У пракси, далековод за ПЦБ обично се састоји од трага, једног или више референтних слојева и изолационих материјала. Трагови и слојеви чине контролну импеданцију. ПЦБС ће често бити вишеслојни, а контролна импеданса може се конструисати на различите начине. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Ширина и дебљина трага сигнала

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

Конфигурација трага и плоче

Insulation constants of core and prefilled materials

ПЦБ преносни водови долазе у два главна облика: Мицрострип и Стриплине.

Microstrip:

Микротракаста линија је тракасти проводник са референтном равни на само једној страни, са врхом и бочним странама изложеним ваздуху (или премазаним), изнад површине плоче са константном изолацијом Ер, са напоном или уземљењем као референцом. Како је приказано испод:

Напомена: У стварној производњи ПЦБ -а, произвођач плоча обично премазује површину ПЦБ -а слојем зеленог уља, па се у прорачуну стварне импедансе доље приказани модел обично користи за прорачун површинских микротракастих линија:

Стриплине:

Линија траке је трака од жице постављена између две референтне равни, као што је приказано на доњој слици. Диелектричне константе диелектрика представљене Х1 и Х2 могу бити различите.

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:

Диелектрична константа Ер, ширина ожичења В1, В2 (трапез), дебљина ожичења Т и дебљина изолационог слоја Х.

В1, В2:

The calculated value must be within the red box. И тако даље.

СИ9000 се користи за израчунавање да ли су испуњени захтеви за контролу импедансе:

Прво израчунајте контролу импедансе са једног краја ДДР линије података:

ТОП слој: дебљина бакра 0.5 оз, ширина жице 5МИЛ, удаљеност 3.8мил од референтне равни, диелектрична константа 4.2. Изаберите модел, замените параметре и изаберите прорачун без губитака, као што је приказано на слици:

ОБЛОГА значи премазивање, а ако нема премаза, напуните 0 у дебљини и 1 у диелектрику (диелектрична константа) (ваздух).

Подлога означава слој подлоге, односно диелектрични слој, генерално користећи фр-4, дебљина израчуната софтвером за прорачун импедансе, диелектрична константа 4.2 (фреквенција мања од 1 ГХз).

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

9. Препрег/Цоре концепт изолационог слоја:

ПП (Препрег) је врста диелектричног материјала, састављен од стаклених влакана и епоксидне смоле. Језгро је заправо ТИП ПП материјала, али његове две стране су прекривене бакарном фолијом, док ПП није. При изради вишеслојних плоча језгро и ПП се обично користе заједно, а ПП се користи за повезивање језгра и језгра.

10. Питања која захтевају пажњу у дизајну ламинирања ПЦБ -а

(1) Проблем Варпаге

Дизајн слоја ПЦБ -а треба да буде симетричан, односно да дебљина средњег слоја и бакарног слоја сваког слоја буде симетрична. Узмите на пример шест слојева, дебљина медијума са највишим ГНД-ом и доњом снагом треба да буде у складу са дебљином бакра, а дебљина ГНД-Л2 и Л3-ПОВЕР медијума у ​​складу са дебљином бакра. Ово се неће искривити приликом ламинирања.

(2) Сигнални слој треба да буде чврсто спојен са суседном референтном равни (то јест, средња дебљина између сигналног слоја и суседног бакарног слоја мора бити веома мала); Снажни бакарни прелив и млевени бакарни прелив треба да буду чврсто спојени.

(3) У случају велике брзине, могу се додати додатни слојеви за изолацију слоја сигнала, али се препоручује да се не изолује више слојева снаге, што може изазвати непотребне сметње.

(4) Расподјела типичних ламелираних слојева дизајна приказана је у сљедећој табели:

(5) Општи принципи распореда слојева:

Испод површине компоненте (други слој) налази се равнина земље која пружа заштитни слој уређаја и референтну раван за ожичење горњег слоја;

Сви сигнални слојеви су у највећој могућој мери у близини равни земље.

Избегавајте директно суседство између два слоја сигнала што је више могуће;

Главно напајање треба да буде што је могуће ближе;

Узима се у обзир симетрија ламинатне структуре.

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

(За услове испод 50 МХз, молимо вас да га погледате и опустите на одговарајући начин), предлаже се принцип распореда:

Површина саставног дела и површина за заваривање су потпуни уземљени (штит);

Нема суседног паралелног слоја ожичења;

Сви сигнални слојеви су у највећој могућој мери у близини равни земље.

Кључни сигнал је у близини формације и не прелази зону сегментације.