การออกแบบการจับคู่อิมพีแดนซ์สำหรับการออกแบบ PCB

เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพการส่งสัญญาณ ลดการรบกวนของ EMI และผ่านการรับรองการทดสอบอิมพีแดนซ์ที่เกี่ยวข้อง PCB จำเป็นต้องมีการออกแบบการจับคู่อิมพีแดนซ์สัญญาณที่สำคัญ คู่มือการออกแบบนี้อิงตามพารามิเตอร์การคำนวณทั่วไป ลักษณะสัญญาณผลิตภัณฑ์ทีวี ข้อกำหนดเค้าโครง PCB การคำนวณซอฟต์แวร์ SI9000 ข้อมูลป้อนกลับของซัพพลายเออร์ PCB และอื่นๆ และในที่สุดก็มาถึงการออกแบบที่แนะนำ เหมาะสำหรับมาตรฐานกระบวนการของซัพพลายเออร์ PCB และการออกแบบบอร์ด PCB ส่วนใหญ่ที่มีข้อกำหนดในการควบคุมอิมพีแดนซ์

ipcb

หนึ่ง. การออกแบบอิมพีแดนซ์แผงคู่

① การออกแบบกราวด์: ความกว้างของเส้น ระยะห่าง 7/5/7mil ความกว้างของสายกราวด์ ≥20mil สัญญาณและระยะห่างของสายกราวด์ 6mil ทุก ๆ 400mil รูกราวด์ (2) การออกแบบที่ไม่ห่อหุ้ม: ความกว้างของเส้น, ระยะห่าง 10/5/10mil ความแตกต่างของคู่และระยะห่างระหว่างคู่ ≥20mil (สถานการณ์พิเศษต้องไม่น้อยกว่า 10mil) ขอแนะนำให้ทั้งกลุ่มของสายสัญญาณที่แตกต่างกันโดยใช้การห่อหุ้ม ป้องกัน สัญญาณแตกต่าง และป้องกันระยะพื้นดิน ≥35mil (สถานการณ์พิเศษต้องไม่น้อยกว่า 20mil) การออกแบบที่แนะนำอิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล 90 โอห์ม

ความกว้างของเส้น ระยะห่าง 10/5/10mil ความกว้างของสายกราวด์ ≥20mil ระยะสัญญาณและสายกราวด์ 6mil หรือ 5mil รูกราวด์ทุกๆ 400mil; ②ไม่รวมการออกแบบ:

ความกว้างของเส้นและระยะห่าง 16/5/16mil ระยะห่างระหว่างคู่สัญญาณส่วนต่าง ≥20mil ขอแนะนำให้ใช้การห่อหุ้มกราวด์สำหรับสายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลทั้งกลุ่ม ระยะห่างระหว่างสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลและสายกราวด์ที่หุ้มฉนวนต้อง ≥35mil (หรือ ≥20mil ในกรณีพิเศษ) ประเด็นหลัก: ให้ความสำคัญกับการใช้การออกแบบพื้นปกคลุม เส้นสั้นและระนาบที่สมบูรณ์สามารถใช้ได้โดยไม่ต้องมีการออกแบบพื้นดินปกคลุม พารามิเตอร์การคำนวณ: แผ่น FR-4, ความหนาของแผ่น 1.6mm+/-10%, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 4.4+/-0.2, ความหนาของทองแดง 1.0 oz (1.4mil) ความหนาของน้ำมันบัดกรี 0.6±0.2mil, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 3.5+/-0.3

การออกแบบอิมพีแดนซ์สองชั้นและสี่ชั้น

อิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล 100 โอห์มที่แนะนำ ความกว้างของเส้นและระยะห่าง 5/7/5mil ระยะห่างระหว่างคู่ ≥14mil(เกณฑ์ 3W) หมายเหตุ: ขอแนะนำให้ใช้การห่อหุ้มกราวด์สำหรับทั้งกลุ่มของสายสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียล ระยะห่างระหว่างสัญญาณดิฟเฟอเรนเชียลและสายกราวด์หุ้มฉนวนควรมีอย่างน้อย 35 มิล (อย่างน้อย 20 มิล ในกรณีพิเศษ) อิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล 90ohm ความกว้างของเส้นการออกแบบที่แนะนำและระยะห่าง 6/6/6mil ระยะห่างของคู่ดิฟเฟอเรนเชียล ≥12mil(เกณฑ์ 3W) ประเด็นหลัก: ในกรณีของสายคู่ดิฟเฟอเรนเชียลยาว ขอแนะนำให้ระยะห่างระหว่างสองด้านของสายดิฟเฟอเรนเชียล USB ห่อพื้น 6 มิลเพื่อลดความเสี่ยง EMI (ห่อพื้นและไม่พันพื้น มาตรฐานความกว้างของเส้นและระยะห่างของเส้นสอดคล้องกัน) พารามิเตอร์การคำนวณ: Fr-4, ความหนาของแผ่น 1.6mm+/-10%, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเพลต 4.4+/-0.2, ความหนาของทองแดง 1.0oz (1.4mil) แผ่นกึ่งอบ (PP) 2116(4.0-5.0mil), ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 4.3+/ -0.2 ความหนาของน้ำมันบัดกรี 0.6±0.2mil, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 3.5 +/-0.3 โครงสร้างเคลือบ: ชั้นพิมพ์หน้าจอ ชั้นประสาน ชั้นทองแดง ฟิล์มกึ่งบ่ม เคลือบทองแดง ฟิล์มกึ่งบ่ม ชั้นทองแดง ชั้นประสาน ชั้นพิมพ์หน้าจอ

สาม. การออกแบบอิมพีแดนซ์บอร์ดหกชั้น

โครงสร้างการเคลือบหกชั้นจะแตกต่างกันไปตามโอกาสต่างๆ คู่มือนี้แนะนำเฉพาะการออกแบบการเคลือบทั่วไปเท่านั้น (ดูรูปที่ 2) และการออกแบบที่แนะนำต่อไปนี้อ้างอิงจากข้อมูลที่ได้รับภายใต้การเคลือบในรูปที่ 2. การออกแบบอิมพีแดนซ์ของชั้นนอกเหมือนกับของบอร์ดสี่ชั้น เนื่องจากโดยทั่วไปชั้นในจะมีชั้นระนาบมากกว่าชั้นพื้นผิว สภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าจึงแตกต่างจากชั้นพื้นผิว ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำสำหรับการควบคุมอิมพีแดนซ์ของการเดินสายชั้นที่สาม (อ้างอิงแบบเคลือบลามิเนต รูปที่ 4) อิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล 90 โอห์ม ความกว้างของเส้นการออกแบบที่แนะนำ ระยะห่างของสาย 8/10/8mil ระยะห่างของคู่ความแตกต่าง ≥20mil(เกณฑ์ 3W); พารามิเตอร์การคำนวณ: Fr-4, ความหนาของแผ่น 1.6mm+/-10%, ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเพลต 4.4+/-0.2, ความหนาของทองแดง 1.0oz (1.4mil) แผ่นกึ่งอบ (PP) 2116(4.0-5.0mil), ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก 4.3+/ -0.2 ความหนาของน้ำมันบัดกรี 0.6±0.2mil, โครงสร้างลามิเนตคงที่ไดอิเล็กตริก 3.5+/-0.3: ชั้นบล็อกหน้าจอด้านบน ชั้นทองแดง ชั้นเคลือบทองแดงกึ่งบ่ม พื้นผิวเคลือบทองแดงกึ่งบ่ม ชั้นเคลือบทองแดงกึ่งบ่ม ชั้นป้องกันหน้าจอด้านล่าง

สำหรับมากกว่าสี่หรือหกชั้น โปรดออกแบบด้วยตัวเองตามกฎที่เกี่ยวข้องหรือปรึกษาบุคลากรที่เกี่ยวข้องเพื่อกำหนดโครงสร้างการเคลือบและโครงร่างสายไฟ

5. หากมีข้อกำหนดอื่นๆ ในการควบคุมอิมพีแดนซ์เนื่องจากสถานการณ์พิเศษ โปรดคำนวณด้วยตัวเองหรือปรึกษาบุคลากรที่เกี่ยวข้องเพื่อกำหนดรูปแบบการออกแบบ

หมายเหตุ: ① มีหลายกรณีที่ส่งผลต่ออิมพีแดนซ์ ถ้าจำเป็นต้องควบคุม PCB ด้วยอิมพีแดนซ์ ความต้องการของการควบคุมอิมพีแดนซ์ควรระบุไว้อย่างชัดเจนในข้อมูลการออกแบบ PCB หรือแผ่นตัวอย่าง (2) อิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล 100 โอห์มส่วนใหญ่จะใช้สำหรับสัญญาณ HDMI และ LVDS ซึ่ง HDMI จำเป็นต้องผ่านการรับรองที่เกี่ยวข้อง ③ อิมพีแดนซ์ดิฟเฟอเรนเชียล 90 โอห์ม ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับสัญญาณ USB; (4) อิมพีแดนซ์ขั้วเดียว 50 โอห์มส่วนใหญ่จะใช้สำหรับส่วนหนึ่งของสัญญาณ DDR เนื่องจากอนุภาค DDR ส่วนใหญ่ใช้การออกแบบอิมพีแดนซ์การจับคู่การปรับภายใน การออกแบบจึงใช้บอร์ดสาธิตที่บริษัทโซลูชันจัดหาให้เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง และไม่แนะนำคู่มือการออกแบบนี้ ⑤ อิมพีแดนซ์แบบปลายเดี่ยว 75 โอห์ม ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับอินพุตและเอาต์พุตวิดีโอแอนะล็อก มีความต้านทาน 75 โอห์มที่ตรงกับความต้านทานกราวด์ในการออกแบบวงจร ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องทำการออกแบบการจับคู่อิมพีแดนซ์ในเค้าโครง PCB แต่ควรสังเกตว่าควรวางความต้านทานกราวด์ 75 โอห์มในสายไว้ใกล้ ไปที่ขั้วพิน PP ที่ใช้กันทั่วไป.