With the increasing speed of PCB kubadili ishara, wabunifu wa PCB wa leo wanahitaji kuelewa na kudhibiti kutokukamilika kwa athari za PCB. Sambamba na nyakati fupi za usafirishaji wa ishara na viwango vya juu vya saa za nyaya za kisasa za dijiti, athari za PCB sio unganisho rahisi tena, lakini laini za usafirishaji.

Jinsi ya kudhibiti Impedance ya PCB

Katika mazoezi, ni muhimu kudhibiti athari ya athari wakati kasi ya kando ya dijiti inazidi 1ns au masafa ya analog inazidi 300Mhz. Moja ya vigezo muhimu vya ufuatiliaji wa PCB ni impedance yake ya tabia (uwiano wa voltage hadi sasa wakati wimbi linasafiri kwenye laini ya usafirishaji wa ishara). Impedance ya waya kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa ni faharisi muhimu ya muundo wa bodi ya mzunguko, haswa katika muundo wa PCB wa mzunguko wa juu, inapaswa kuzingatiwa ikiwa impedance ya waya ni sawa na impedance ya tabia inayohitajika na kifaa au ishara. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Udhibiti wa upungufu

Kudhibiti Ufungaji, kondakta katika bodi ya mzunguko atakuwa na kila aina ya usafirishaji wa ishara, ili kuboresha kiwango cha usambazaji na lazima aongeze masafa yake, ikiwa laini yenyewe kwa sababu ya kuchoma, unene wa stacking, upana wa waya na sababu zingine tofauti, itasababisha mabadiliko ya thamani ya impedance, upotoshaji wa ishara. Kwa hivyo, thamani ya impedance ya kondakta kwenye bodi ya mzunguko wa kasi inapaswa kudhibitiwa ndani ya anuwai fulani, inayojulikana kama “udhibiti wa impedance”.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Sababu kuu zinazoathiri kukosekana kwa wiring ya PCB ni: upana wa waya wa shaba, unene wa waya wa shaba, njia ya dielectri ya kati, unene wa kati, unene wa pedi, njia ya waya wa ardhini, wiring karibu na wiring , na kadhalika. Impedans ya PCB ni kati ya 25 hadi 120 ohm.

Katika mazoezi, laini ya usambazaji ya PCB kawaida huwa na athari, safu moja au zaidi ya kumbukumbu, na vifaa vya kuhami. Athari na tabaka huunda impedance ya kudhibiti. PCBS mara nyingi zitakuwa na safu nyingi, na impedance ya kudhibiti inaweza kujengwa kwa njia anuwai. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Upana na unene wa athari ya ishara

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

Usanidi wa athari na sahani

Insulation constants of core and prefilled materials

Njia za usafirishaji za PCB zinakuja katika aina kuu mbili: Microstrip na Stripline.

Microstrip:

Mstari wa microstrip ni kondakta wa strip na ndege ya kumbukumbu upande mmoja tu, na juu na pande zimefunuliwa kwa hewa (au zimefunikwa), juu ya uso wa bodi ya mzunguko ya Er ya umeme, na usambazaji wa umeme au kutuliza kama kumbukumbu. Kama inavyoonyeshwa hapa chini:

Kumbuka: Katika utengenezaji halisi wa PCB, mtengenezaji wa bodi kawaida hufunika uso wa PCB na safu ya mafuta ya kijani, kwa hivyo katika hesabu halisi ya impedance, mfano ulioonyeshwa hapa chini kawaida hutumiwa kwa hesabu ya laini ya microstrip ya uso:

Stripline:

Mstari wa utepe ni utepe wa waya uliowekwa kati ya ndege mbili za kumbukumbu, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Mara kwa mara dielectri ya dielectri inayowakilishwa na H1 na H2 inaweza kuwa tofauti.

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. Na kadhalika.

SI9000 hutumiwa kuhesabu ikiwa mahitaji ya udhibiti wa impedance yametimizwa:

Kwanza hesabu udhibiti wa impedance wa mwisho mmoja wa laini ya data ya DDR:

Safu ya juu: unene wa shaba wa 0.5oz, upana wa waya wa 5MIL, umbali wa 3.8mil kutoka ndege ya kumbukumbu, mara kwa mara dielectri 4.2. Chagua mfano, mbadala katika vigezo, na uchague hesabu isiyo na hasara, kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu:

CoaTIng inamaanisha coaTIng, na ikiwa hakuna coaTIng, jaza 0 kwa unene na 1 kwa dielectric (dielectric mara kwa mara) (hewa).

Substrate inasimama kwa safu ya substrate, ambayo ni, safu ya dielectri, kwa ujumla ikitumia fr-4, unene uliohesabiwa na programu ya hesabu ya impedance, mara kwa mara ya dielectri 4.2 (masafa chini ya 1GHz).

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

9. Dhana ya Prepreg / Core ya safu ya insulation:

PP (Prepreg) ni aina ya vifaa vya dielectri, iliyo na nyuzi za glasi na resini ya epoxy. Core ni TYPE ya kati ya PP, lakini pande zake mbili zimefunikwa na karatasi ya shaba, wakati PP sio. Wakati wa kutengeneza bodi nyingi, msingi na PP kawaida hutumiwa pamoja, na PP hutumiwa kushikamana kati ya msingi na msingi.

10. Maswala yanayohitaji umakini katika muundo wa muundo wa PCB

(1) Shida ya warpage

Ubunifu wa safu ya PCB inapaswa kuwa ya ulinganifu, ambayo ni, unene wa safu ya kati na safu ya shaba ya kila safu inapaswa kuwa ya ulinganifu. Chukua tabaka sita kwa mfano, unene wa juu-GND na chini-nguvu kati inapaswa kuwa sawa na unene wa shaba, NA ile ya GND-L2 na L3-POWER kati inapaswa kuwa sawa na unene wa shaba. Hii haitapamba wakati wa kuweka laminating.

(2) Safu ya ishara inapaswa kushikamana sana na ndege ya kumbukumbu ya karibu (ambayo ni, unene wa kati kati ya safu ya ishara na safu ya mipako ya shaba iliyo karibu inapaswa kuwa ndogo sana); Mavazi ya shaba ya nguvu na mavazi ya shaba ya ardhini inapaswa kuunganishwa vizuri.

(3) Katika hali ya mwendo wa kasi sana, tabaka za ziada zinaweza kuongezwa kutenganisha safu ya ishara, lakini inashauriwa kutotenga safu nyingi za nguvu, ambazo zinaweza kusababisha usumbufu wa kelele usiohitajika.

(4) Usambazaji wa tabaka za muundo wa laminated imeonyeshwa kwenye jedwali lifuatalo:

(5) Kanuni za jumla za mpangilio wa safu:

Chini ya uso wa sehemu (safu ya pili) ni ndege ya ardhini, ambayo hutoa safu ya kukinga kifaa na ndege ya kumbukumbu kwa wiring ya safu ya juu;

Tabaka zote za ishara ziko karibu na ndege ya ardhini iwezekanavyo.

Epuka ukaribu wa moja kwa moja kati ya safu mbili za ishara kadiri inavyowezekana;

Ugavi kuu unapaswa kuwa karibu iwezekanavyo;

Ulinganifu wa muundo wa laminate unazingatiwa.

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

(Kwa hali zilizo chini ya 50MHZ, tafadhali rejea na uipumzishe ipasavyo), kanuni ya mpangilio inapendekezwa:

Sehemu ya uso na uso wa kulehemu ni ndege kamili ya ardhini (ngao);

Hakuna safu ya wiring inayofanana;

Tabaka zote za ishara ziko karibu na ndege ya ardhini iwezekanavyo.

Ishara muhimu iko karibu na malezi na haivuki eneo la kugawanya.