Nang walang kontrol sa impedance, ang malaking pagsasalamin sa signal at pagbaluktot ay sanhi, na magreresulta sa pagkabigo sa disenyo. Mga karaniwang signal, tulad ng PCI bus, PCI-E bus, USB, Ethernet, memory ng DDR, signal ng LVDS, atbp., Lahat ay nangangailangan ng impedance control. Ang kontrol ng impedance sa huli ay kailangang maisakatuparan sa pamamagitan ng disenyo ng PCB, na naglalagay din ng mas mataas na mga kinakailangan para sa Board ng PCB teknolohiya. Pagkatapos ng komunikasyon sa pabrika ng PCB at isinama sa paggamit ng EDA software, ang impedance ng mga kable ay kinokontrol ayon sa mga kinakailangan ng integridad ng signal.

Ang iba`t ibang mga pamamaraan ng mga kable ay maaaring kalkulahin upang makuha ang kaukulang halaga ng impedance.

Mga linya ng microstrip

Binubuo ito ng isang strip ng wire na may ground plane at dielectric sa gitna. Kung ang dielectric pare-pareho, ang lapad ng linya, at ang distansya nito mula sa ground plane ay maaaring makontrol, kung gayon ang katangian na impedance ay makokontrol, at ang kawastuhan ay nasa loob ng ± 5%.

Paano kontrolin ang PCB wiring impedance

Stripline

Ang isang linya ng laso ay isang strip ng tanso sa gitna ng dielectric sa pagitan ng dalawang nagsasagawa ng mga eroplano. Kung ang kapal at lapad ng linya, ang dielectric pare-pareho ng daluyan, at ang distansya sa pagitan ng mga eroplano sa lupa ng dalawang mga layer ay makokontrol, ang katangian na impedance ng linya ay maaaring makontrol, at ang kawastuhan ay nasa loob ng 10%.

Paano kontrolin ang PCB wiring impedance

Ang istraktura ng multi-layer board:

Upang makontrol nang maayos ang PCB impedance, kinakailangang maunawaan ang istraktura ng PCB:

Karaniwan ang tinatawag nating multilayer board ay binubuo ng core plate at semi-solidified sheet na nakalamina kasama ang bawat isa. Ang Core board ay isang matigas, tiyak na kapal, dalawang plate na tanso ng tinapay, na siyang pangunahing materyal ng naka-print na board. At ang semi-cured na piraso ay bumubuo ng tinaguriang layer ng infiltration, gumaganap ng papel na ginagampanan ng pagbubuklod sa pangunahing plate, bagaman mayroong isang tiyak na paunang kapal, ngunit sa proseso ng pagpindot sa kapal nito ay magaganap ang ilang mga pagbabago.

Kadalasan ang pinakamalabas na dalawang mga layer ng dielectric ng isang multilayer ay basang mga layer, at magkakahiwalay na mga layer ng tanso foil ay ginagamit sa labas ng dalawang layer na ito bilang panlabas na tanso foil. Ang orihinal na detalye ng kapal ng panlabas na tanso foil at panloob na tanso foil sa pangkalahatan ay 0.5oz, 1OZ, 2OZ (1OZ ay tungkol sa 35um o 1.4mil), ngunit pagkatapos ng isang serye ng paggamot sa ibabaw, ang huling kapal ng panlabas na tanso foil ay karaniwang madaragdagan tungkol sa 1OZ. Ang panloob na tanso foil ay ang tanso na sumasakop sa magkabilang panig ng core plate. Ang huling kapal ay naiiba nang kaunti sa orihinal na kapal, ngunit sa pangkalahatan ito ay nabawasan ng maraming um dahil sa pag-ukit.

Ang pinakalabas na layer ng multilayer board ay ang welding layer ng welding, na kung saan ay madalas nating sabihin na “berdeng langis”, syempre, maaari din itong dilaw o iba pang mga kulay. Ang kapal ng layer ng paglaban ng solder sa pangkalahatan ay hindi madaling matukoy nang tumpak. Ang lugar na walang tanso foil sa ibabaw ay bahagyang makapal kaysa sa lugar na may tanso foil, ngunit dahil sa kakulangan ng kapal ng tanso foil, kaya ang tanso foil ay mas kilala pa rin, kapag hinawakan namin ang naka-print na board board sa aming mga daliri ay maaaring pakiramdam.

Kapag ang isang partikular na kapal ng naka-print na board ay ginawa, sa isang banda, kinakailangan ng makatwirang pagpili ng mga parameter ng materyal, sa kabilang banda, ang huling kapal ng semi-cured sheet ay magiging mas maliit kaysa sa paunang kapal. Ang sumusunod ay isang tipikal na 6-layer na nakalamina na istraktura:

Paano kontrolin ang PCB wiring impedance

Mga parameter ng PCB:

Ang magkakaibang mga halaman ng PCB ay may bahagyang pagkakaiba sa mga parameter ng PCB. Sa pamamagitan ng komunikasyon sa suporta ng teknikal na circuit board plant, nakakuha kami ng ilang data ng parameter ng halaman:

Ibabaw ng tanso foil:

Mayroong tatlong kapal ng tanso foil na maaaring magamit: 12um, 18um at 35um. Ang huling kapal pagkatapos ng pagtatapos ay tungkol sa 44um, 50um at 67um.

Core plate: S1141A, karaniwang FR-4, dalawang tinapay na may plate na tanso ang karaniwang ginagamit. Ang mga opsyonal na pagtutukoy ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa gumawa.

Semi-cured na tablet:

Ang mga pagtutukoy (orihinal na kapal) ay 7628 (0.185mm), 2116 (0.105mm), 1080 (0.075mm), 3313 (0.095mm). Ang tunay na kapal pagkatapos ng pagpindot ay karaniwang mga 10-15um mas mababa kaysa sa orihinal na halaga. Ang maximum na 3 semi-cured tablets ay maaaring magamit para sa parehong layer ng infiltration, at ang kapal ng 3 semi-cured na tablet ay hindi maaaring pareho, kahit isang kalahating cured tablet ay maaaring magamit, ngunit ang ilang mga tagagawa ay dapat gumamit ng hindi bababa sa dalawa . Kung ang kapal ng semi-cured na piraso ay hindi sapat, ang tanso foil sa magkabilang panig ng core plate ay maaaring nakaukit, at pagkatapos ang semi-cured na piraso ay maaaring maiugnay sa magkabilang panig, upang ang isang mas makapal na layer ng pagpasok ay maaaring nakamit

Layer ng hinang ng resistensya:

Ang kapal ng solder resist layer sa tanso foil ay C2≈8-10um. Ang kapal ng solder resist layer sa ibabaw nang walang tanso foil ay C1, na nag-iiba sa kapal ng tanso sa ibabaw. Kapag ang kapal ng tanso sa ibabaw ay 45um, C1≈13-15um, at kapag ang kapal ng tanso sa ibabaw ay 70um, C1≈17-18um.

Tumawid na seksyon:

Iisipin namin na ang cross section ng isang kawad ay isang rektanggulo, ngunit ito ay talagang isang trapezoid. Ang pagkuha ng TOP layer bilang isang halimbawa, kapag ang kapal ng tanso foil ay 1OZ, ang itaas na ilalim na gilid ng trapezoid ay 1MIL mas maikli kaysa sa ibabang ilalim na gilid. Halimbawa, kung ang lapad ng linya ay 5MIL, pagkatapos ang tuktok at ibabang panig ay tungkol sa 4MIL at ang ilalim at ilalim na panig ay tungkol sa 5MIL. Ang pagkakaiba sa pagitan ng tuktok at ilalim na mga gilid ay nauugnay sa kapal ng tanso. Ipinapakita ng sumusunod na talahanayan ang ugnayan sa pagitan ng tuktok at ibaba ng trapezoid sa ilalim ng iba’t ibang mga kundisyon.

Paano kontrolin ang PCB wiring impedance

Permittivity: Ang permittivity ng semi-cured sheet ay may kaugnayan sa kapal. Ipinapakita ng sumusunod na talahanayan ang mga parameter ng kapal at pagpapahintulot ng iba’t ibang uri ng mga semi-cured sheet:

Paano kontrolin ang PCB wiring impedance

Ang dielectric pare-pareho ng plato ay nauugnay sa ginamit na materyal na dagta. Ang dielectric pare-pareho ng FR4 plate ay 4.2 – 4.7, at bumababa sa pagtaas ng dalas.

Dielectric loss factor: ang mga dielectric na materyales sa ilalim ng pagkilos ng alternating electric field, dahil sa pagkonsumo ng init at enerhiya ay tinatawag na dielectric loss, karaniwang ipinahiwatig ng dielectric loss factor na Tan δ. Ang karaniwang halaga para sa S1141A ay 0.015.

Minimum na lapad ng linya at spacing ng linya upang matiyak na ang machining: 4mil / 4mil.

Pagpapakilala ng tool sa pagkalkula ng imppedance:

Kapag naiintindihan namin ang istraktura ng multilayer board at master ang mga kinakailangang parameter, maaari naming kalkulahin ang impedance sa pamamagitan ng EDA software. Maaari mong gamitin ang Allegro upang gawin ito, ngunit inirerekumenda ko ang Polar SI9000, na isang mahusay na tool para sa pagkalkula ng impedance ng katangian at ginagamit ngayon ng maraming mga pabrika ng PCB.

Kapag kinakalkula ang katangian na impedance ng panloob na signal ng pareho ang linya ng kaugalian at ang solong linya ng terminal, mahahanap mo lamang ang kaunting pagkakaiba sa pagitan ng Polar SI9000 at Allegro dahil sa ilang mga detalye, tulad ng hugis ng cross section ng kawad. Gayunpaman, kung upang makalkula ang katangian na impedance ng Surface signal, iminumungkahi ko na piliin mo ang Coated model sa halip na ang Surface model, dahil isinasaalang-alang ng mga nasabing modelo ang pagkakaroon ng layer ng paglaban ng solder, kaya ang mga resulta ay magiging mas tumpak. Ang sumusunod ay isang bahagyang screenshot ng impedance na linya ng pagkakaiba sa ibabaw na kinakalkula sa Polar SI9000 na isinasaalang-alang ang layer ng paglaban ng solder:

Paano kontrolin ang PCB wiring impedance

Dahil ang kapal ng layer ng solder resist ay hindi madaling makontrol, ang isang tinatayang diskarte ay maaari ding gamitin, tulad ng inirekomenda ng tagagawa ng board: ibawas ang isang tukoy na halaga mula sa pagkalkula ng modelo ng Surface. Inirerekumenda na ang kaugalian na impedance ay minus 8 ohm at ang solong-impedance na minus 2 ohm.

Mga kinakailangang kinakailangan sa PCB para sa mga kable

(1) Tukuyin ang mode ng mga kable, mga parameter at pagkalkula ng impedance. Mayroong dalawang uri ng mga mode ng pagkakaiba para sa pagruruta ng linya: panlabas na layer na mode ng pagkakaiba-iba ng linya ng microstrip at mode ng pagkakaiba-iba ng panloob na layer strip. Maaaring makalkula ang imppedance ng nauugnay na software ng pagkalkula ng impedance (tulad ng POLAR-SI9000) o formula ng pagkalkula ng impedance sa pamamagitan ng makatuwirang setting ng parameter.

(2) Mga parallel na linya ng isometric. Tukuyin ang lapad ng linya at spacing, at mahigpit na sundin ang kinakalkula na lapad ng linya at spacing kapag nagruruta. Ang agwat sa pagitan ng dalawang linya ay dapat laging manatiling hindi nagbabago, iyon ay, upang mapanatili ang parallel. Mayroong dalawang paraan ng parallelism: ang isa ay ang dalawang linya na naglalakad sa parehong magkatabi na layer, at ang isa pa ay ang dalawang linya ay naglalakad sa sobrang ilalim na layer. Pangkalahatang subukang iwasan ang paggamit ng signal ng pagkakaiba sa pagitan ng mga layer, lalo dahil sa aktwal na pagproseso ng PCB sa proseso, dahil sa cascading na laminated alignment na katumpakan ay mas mababa kaysa sa ibinigay sa pagitan ng katumpakan ng pag-ukit, at sa proseso ng laminated dielectric loss, Hindi magagarantiyahan ang pagkakaiba sa linya ng agwat ay katumbas ng kapal ng interlayer dielectric, ay magdudulot ng pagkakaiba sa pagitan ng mga layer ng pagkakaiba ng pagbabago ng impedance. Inirerekumenda na gamitin ang pagkakaiba sa loob ng parehong layer hangga’t maaari.