Vista geral de PWB controlado da impedância

Sem controle da impedância, as reflexões do sinal e as distorções significativas do sinal ocorrerão, tendo por resultado a falha do projeto. O controle da impedância é exigido para sinais comuns, tais como o ônibus do PCI, ônibus de PCI-E, USB, ethernet, memória da RDA, sinais de LVDS, o controle da impedância etc. precisa eventualmente de ser conseguido pelo projeto do PWB e uma exigência mais alta para o processo da placa do PWB é proposta igualmente demasiado. Assim nós precisamos de controlar a impedância da fiação conforme a exigência da integridade de sinal.

O valor correspondente da impedância de fiações diferentes pode ser obtido pelo cálculo.

linha da Micro-tira

É composto por um condutor da tira e pelo plano à terra, com o dielétrico no meio. Se constantes dielétricos, linha largura, e sua distância ao plano à terra são verificáveis, a seguir sua impedância característica é igualmente verificável com uma precisão do ± 5%.

Tira-linha

Um stripline é uma tira de cobre no meio de um dielétrico colocado entre dois planos condutores. Se a linha espessura e largura, a constante dielétrica do dielétrico, e a distância entre os dois planos aterrando é toda verificável, a seguir a impedância característica da linha é igualmente verificável com uma precisão de within10%.

A estrutura da placa multilayer

A fim controlar bem a impedância do PWB, nós devemos primeiramente compreender a estrutura do PWB.

A placa da multi-camada mencionada geralmente por nós é pressionada pela estratificação mútua do núcleo e de um prepreg, e o núcleo é uma placa folheada de cobre dura, bilateral com espessura específica, que é o material básico da placa de circuito impresso. A camada molhando assim chamada constituiu por atos do prepreg como um núcleo de ligamento, embora igualmente tivesse alguma espessura inicial, quando sua espessura variará um tanto durante a pressão.

Geralmente, as duas camadas dielétricas ultraperiféricas da placa multilayer estão molhando camadas, com uma camada de cobre separada da folha como a folha de cobre exterior na parte externa destas duas camadas. As especificações originais da espessura da camada exterior e da camada interna da folha de cobre são geralmente três tipos de 0,5 onças, 1 onça, 2 onças (1 onça é sobre 35um ou 1.4mil), mas após uma série do tratamento de superfície, a espessura final da camada exterior da folha de cobre será aumentada geralmente por aproximadamente 1 onça ou assim. A folha de cobre interna é o material folheado de cobre em ambos os lados do núcleo, sua espessura final é levemente diferente da espessura original, mas devido gravura a água-forte, reduz geralmente o algum um.

A camada ultraperiférica da placa da multi-camada é a máscara da solda, que é chamada geralmente “óleo verde” por nós. Naturalmente, pode igualmente ser cores amarelas ou outras. A espessura da máscara da solda é geralmente difícil exatamente a determinado, a área cobre-livre na superfície é levemente mais grossa do que a área com cobre, mas a folha de cobre é ainda muito proeminente devido à falta da espessura de cobre da folha, nós pode senti-la quando nós tocamos na superfície de uma placa de circuito impresso com dedos.

Ao fazer a placa de circuito impresso com alguma espessura, é necessário selecionar razoavelmente os parâmetros de vários materiais; Por outro lado, a espessura final do prepreg será mais fina do que a espessura inicial.

Parâmetros de PCBs

Os parâmetros do PWB variarão levemente de uma fábrica do PWB a outra. Alguns parâmetros de BichengPCB são como segue:

Folha de cobre de superfície

Há três tipos das espessuras para materiais de cobre de superfície acessíveis da folha: 12um, 18um e 35um. As espessuras finais após o processamento são sobre 44um, 50um e 67um.

Núcleo

Nossa carcaça comum do PWB é IT158, o FR-4 padrão, folheado de cobre bilateral. As especificações opcionais podem ser determinadas pelo contato com fabricantes.

Prepreg

As especificações (espessuras originais) são 7628H (0.213mm), 7628 (41%) (0.185mm), 7628 (43%) (0.195mm), 2116HR (0.135mm), 2116 (0.120mm), 1080 (0.075mm) e 1060 (0.05mm). A espessura depois que a pressão real é geralmente 10-15um menor do que o valor original. No máximo três prepregs podem ser usados para a mesma camada molhando, e a espessura não pode ser a mesma umas. Pelo menos somente um prepreg pode ser usado, mas alguns fabricantes exigem para usar pelo menos dois prepregs. Se a espessura do prepreg não é bastante, a folha de cobre em ambos os lados do núcleo pode ser gravada afastado, e os prepregs são usados então para ser aderidos em ambos os lados, de modo que uma camada molhando mais grossa possa ser realizada.

Máscara da solda

A espessura da máscara da solda na folha de cobre C2 é sobre 8-10um. A espessura da máscara da solda na área de superfície cobre-livre (C1) varia baseado nas espessuras diferentes do cobre de superfície. Quando a espessura do cobre de superfície é 45um, C1 é sobre 13-15um, quando a espessura do cobre de superfície é 70um, C1 o ≈ 17-18um.

O seção transversal do condutor

Nós pensaríamos que o seção transversal do condutor é um retângulo, mas é realmente um trapézio. Tome a camada SUPERIOR como um exemplo, quando a espessura da folha de cobre é 1 onça, a base superior do trapézio é 1 mil. mais curto do que a base mais baixa. Por exemplo, se a linha largura é 5 mil., a seguir sua base superior são aproximadamente 4 mil., uma mais baixa base são 5 mil. A diferença entre a base superior e mais baixa é relacionada à espessura do cobre.

Constante dielétrica

A constante dielétrica do prepreg depende da espessura. A constante dielétrica do CCL é relacionada ao material da resina usou-se, a constante dielétrica do material FR4 é 4,2 - 4,7 e diminuições com o aumento da frequência.

Fator de perda dielétrica

A energia consumida pelo aquecimento do dielétrico sob a ação de alternar o campo elétrico é chamada perda dielétrica e é expressada geralmente em termos do fator de perda dielétrica, tanδ. O valor típico de IT158 é 0,016.

A linha largura mínima e entrelinha para assegurar o processamento são: 4mil/4mil.

Introdução de ferramenta para o cálculo da impedância:

Nós podemos calcular a impedância pelo software de EDA após ter compreendido a estrutura da placa multilayer e ter dominado os parâmetros exigidos. Allegro pode ser usado para calcular, mas aqui nós recomendamos uma outra ferramenta SI9000 polar, que seja uma boa ferramenta para calcular a impedância característica, e agora muitas fábricas do PWB estão usando este software.

Ao calcular a impedância característica do sinal interno, linha diferencial ou linha único-terminada, você encontrará que há somente uma leve diferença entre o resultado do cálculo de SI9000 polar e o allegro, que é relacionado a alguns detalhes do processamento, tais como a forma do seção transversal do condutor. Mas eu sugiro-o para escolher o modelo revestido, em vez do modelo de superfície quando calcular a impedância característica do sinal de superfície, porque a existência da máscara da solda é considerada neste tipo do modelo assim que do resultado será mais exato. A seguinte figura é o resultado calculado usando o SI9000 polar no caso de considerar a máscara da solda, e com a linha impedância diferencial de superfície de 50 ohms:

Porque a espessura da máscara da solda é difícil de controlar, assim um método da aproximação pode igualmente ser usado, recomendado tão pela fábrica da placa: para subtrair um valor específico dos resultados calculados do modelo de superfície, recomenda-se subtrair a impedância diferencial de 8 ohms, impedância único-terminada de 2 ohms.

As exigências da impedância diferencial dos pares

(1) para determinar o modo prendendo, parâmetros e cálculo da impedância. O par diferencial da fiação é dividido em dois tipos da linha exterior modo diferencial da micro-tira e da tira-linha interna modo diferencial. A impedância pode ser calculada usando o software relevante do cálculo da impedância (tal como POLAR-SI9000) e pode igualmente ser calculada usando a fórmula do cálculo da impedância por um grupo de parâmetros razoável.

(2) linha equidistante paralela. Determine a linha largura e afastamento, você deve restritamente de acordo com a linha calculada largura e afastamento ao prender a disposição, o afastamento entre duas linhas não pode ser mudado, isto é, para manter paralelo. Há dois tipos da paralela: se está prendendo de lado a lado a camada para duas linhas e a outro é fiação sobre-sob camadas para duas linhas. Último (que é o sinal diferencial da inter-camada) é evitado geralmente tanto quanto possível, como a precisão de estratificação do alinhamento entre camadas da laminação é muito mais baixo do que aquele da mesma camada que grava a precisão na fabricação real do PWB, e com a perda de dielétrico durante a estratificação do afastamento da linha diferencial não pode ser assegurado para ser igual à espessura do dielétrico do interlayer, que causará uma mudança diferencial da impedância entre os pares do diferencial do interlayer. Consequentemente, recomenda-se usar na medida do possível o mesmo diferencial da camada.