Bilaterale Beklede Koper van PCB van de koperfolie 12um het Impedantie Gecontroleerde

Overzicht van ikimpedantieCbestuurde PCB

Zonder impedantiecontrole zullen er significante signaalreflecties en signaalvervormingen optreden, wat resulteert in ontwerpfouten.Impedantiecontrole is vereist voor algemene signalen, zoals PCI-bus, PCI-E-bus, USB, Ethernet, DDR-geheugen, LVDS-signalen, enz. Impedantiecontrole moet uiteindelijk worden bereikt door PCB-ontwerp en een hogere vereiste voor printplaatproces is ook ook naar voren brengen.We moeten dus de impedantie van de bedrading regelen volgens de vereiste voor signaalintegriteit.

De overeenkomstige impedantiewaarde van verschillende bedradingen kan door berekening worden verkregen.

Micro-strip lijn

Het is samengesteld uit een stripgeleider en het grondvlak, met een diëlektricum in het midden.Als de diëlektrische constante, de lijnbreedte en de afstand tot het grondvlak regelbaar zijn, dan is de karakteristieke impedantie ook regelbaar met een nauwkeurigheid van ± 5%.

Striplijn

Een striplijn is een koperen strip in het midden van een diëlektricum geplaatst tussen twee geleidende vlakken.Als de lijndikte en -breedte, de diëlektrische constante van het diëlektricum en de afstand tussen de twee aardingsvlakken allemaal regelbaar zijn, dan is de karakteristieke impedantie van de lijn ook regelbaar met een nauwkeurigheid van binnen 10%.

De structuur van een meerlagig bord

Om de impedantie van de printplaat goed te kunnen regelen, moeten we eerst de structuur van de printplaat begrijpen.

Het meerlagige bord dat gewoonlijk door ons wordt genoemd, wordt geperst door het onderling lamineren van kern en een prepreg, en de kern is een harde, tweezijdig met koper beklede plaat met een specifieke dikte, het basismateriaal van printplaten.De zogenaamde bevochtigingslaag gevormd door prepreg fungeert als hechtkern, hoewel deze ook een bepaalde begindikte heeft, terwijl de dikte tijdens het persen enigszins zal variëren.

Over het algemeen zijn de buitenste twee diëlektrische lagen van het meerlagige bord bevochtigende lagen, met een afzonderlijke laag koperfolie als buitenste koperfolie aan de buitenkant van deze twee lagen.De oorspronkelijke diktespecificaties van de buitenste laag en binnenlaag van de koperfolie zijn over het algemeen drie soorten 0,5 oz, 1 oz, 2 oz (1 oz is ongeveer 35um of 1,4mil), maar na een reeks oppervlaktebehandelingen, de uiteindelijke dikte van de buitenste laag koperfolie zal over het algemeen met ongeveer 1 oz of zo worden vergroot.De binnenste koperfolie is het met koper beklede materiaal aan beide zijden van de kern, de uiteindelijke dikte is iets anders dan de oorspronkelijke dikte, maar door het etsen vermindert het over het algemeen wat um.

De buitenste laag van de meerlaagse printplaat is het soldeermasker, dat door ons meestal "groene olie" wordt genoemd.Het kan natuurlijk ook geel of andere kleuren zijn.De dikte van het soldeermasker is over het algemeen moeilijk nauwkeurig te bepalen, het kopervrije gebied op het oppervlak is iets dikker dan het gebied met koper, maar de koperfolie is nog steeds erg prominent aanwezig vanwege het gebrek aan dikte van de koperfolie, we kunnen het voelen wanneer we met de vingers het oppervlak van een printplaat aanraken.

Bij het maken van de printplaat met een bepaalde dikte, is het noodzakelijk om de parameters van verschillende materialen redelijk te selecteren;Aan de andere kant zal de uiteindelijke dikte van prepreg dunner zijn dan de oorspronkelijke dikte.

Parameters van PCB's

De PCB-parameters variëren enigszins van de ene PCB-fabriek tot de andere.Sommige parameters van BichengPCB zijn als volgt:

Oppervlakte koperfolie

Er zijn drie soorten diktes voor koperfoliematerialen met een toegankelijk oppervlak: 12um, 18um en 35um.De uiteindelijke diktes na verwerking zijn ongeveer 44um, 50um en 67um.

Kern

Ons gebruikelijke PCB-substraat is IT158, de standaard FR-4, tweezijdig met koper bekleed.De optionele specificaties kunnen worden bepaald door contact met fabrikanten.

Prepreg

De specificaties (oorspronkelijke diktes) zijn 7628H (0,213 mm), 7628 (41%) (0,185 mm), 7628 (43%) (0,195 mm), 2116HR (0,135 mm), 2116 (0,120 mm), 1080 (0,075 mm) en 1060 (0,05 mm).De dikte na daadwerkelijk persen is meestal 10-15um kleiner dan de oorspronkelijke waarde.Er kunnen maximaal drie prepregs worden gebruikt voor dezelfde bevochtigingslaag en de dikte kan niet dezelfde zijn.Er kan ten minste één prepreg worden gebruikt, maar sommige fabrikanten vereisen dat ten minste twee prepregs worden gebruikt.Indien de dikte van prepreg niet voldoende is, kan de koperfolie aan beide zijden van de kern worden weggeëtst, waarna de prepregs aan beide zijden worden verlijmd, zodat een dikkere bevochtigingslaag kan worden gerealiseerd.

Soldeermasker

De dikte van het soldeermasker op de koperfolie C2 is ongeveer 8-10um.De dikte van het soldeermasker op het kopervrije oppervlak (C1) varieert op basis van de verschillende diktes van het koperoppervlak.Wanneer de dikte van oppervlaktekoper 45um is, is C1 ongeveer 13-15um, wanneer de dikte van oppervlaktekoper 70um is, C1 ≈ 17-18um.

THijdwarsdoorsnedevan dirigent

We zouden denken dat de doorsnede van de geleider een rechthoek is, maar het is eigenlijk een trapezium.Neem de TOP-laag als voorbeeld, wanneer de dikte van de koperfolie 1 oz is, is de bovenste basis van de trapezium 1 mil korter dan de onderste basis.Als de lijnbreedte bijvoorbeeld 5 mil is, dan is de bovenste basis ongeveer 4 mil, de onderste basis is 5 mil.Het verschil tussen de bovenste en onderste basis is gerelateerd aan de dikte van koper.

Diëlektrische constante

De diëlektrische constante van prepreg is afhankelijk van de dikte.De diëlektrische constante van de CCL is gerelateerd aan het gebruikte harsmateriaal, de diëlektrische constante van FR4-materiaal is 4,2 - 4,7 en neemt af met toenemende frequentie.

Diëlektrischverlies FactoR

De energie die wordt verbruikt door het verwarmen van diëlektricum onder invloed van een wisselend elektrisch veld wordt diëlektrisch verlies genoemd en wordt meestal uitgedrukt in termen van de diëlektrische verliesfactor, tanδ.De typische waarde van IT158 is 0,016.

De minimale lijndikte en regelafstand om verwerking te garanderen is: 4mil / 4mil.

Introductie van tool voor impedantieberekening:

We kunnen de impedantie berekenen met EDA-software nadat we de structuur van het meerlagige bord hebben begrepen en de vereiste parameters onder de knie hebben.Allegro kan worden gebruikt om te berekenen, maar hier raden we een andere tool Polar SI9000 aan, wat een goed hulpmiddel is om de karakteristieke impedantie te berekenen, en nu gebruiken veel PCB-fabrieken deze software.

Bij het berekenen van de karakteristieke impedantie van het binnenste signaal, hetzij differentiële lijn of enkelzijdige lijn, zult u merken dat er slechts een klein verschil is tussen het berekeningsresultaat van de Polar SI9000 en de Allegro, wat verband houdt met enkele details van de verwerking, zoals de vorm van de dwarsdoorsnede van de geleider.Maar ik raad u aan om het gecoate model te kiezen in plaats van het Surface-model bij het berekenen van de karakteristieke impedantie van het oppervlaktesignaal, omdat in dit soort modellen rekening wordt gehouden met het bestaan ​​van het soldeermasker, zodat het resultaat nauwkeuriger zal zijn.De volgende afbeelding is het berekende resultaat met behulp van de Polar SI9000 in het geval van het soldeermasker, en met de differentiële lijnimpedantie van het oppervlak van 50 ohm:

Aangezien de dikte van het soldeermasker moeilijk te controleren is, kan dus ook een benaderingsmethode worden gebruikt, zoals aanbevolen door de printplaatfabriek: om een ​​specifieke waarde af te trekken van de resultaten berekend uit het Surface-model, wordt aanbevolen om de differentiële impedantie af te trekken van 8 ohm, single-ended impedantie van 2 ohm.

De vereisten van differentiële paarimpedantie

(1) Om de bedradingsmodus, parameters en impedantieberekening te bepalen.Differentiële paarbedrading is verdeeld in twee soorten differentiële modus van de buitenste microstriplijn en de differentiële modus van de binnenste striplijn.De impedantie kan worden berekend met behulp van de relevante impedantieberekeningssoftware (zoals POLAR-SI9000) en kan ook worden berekend met behulp van de impedantieberekeningsformule door een redelijke set parameters.

(2) Evenwijdige lijn op gelijke afstand.Bepaal de lijnbreedte en -afstand, u moet strikt in overeenstemming zijn met de berekende lijnbreedte en -afstand bij de bedradingslay-out, de afstand tussen twee lijnen kan niet worden gewijzigd, dat wil zeggen om parallel te blijven.Er zijn twee soorten parallel: de ene is een laag naast elkaar bedraden voor twee lijnen en de andere is het bedraden van lagen onder en boven voor twee lijnen.De laatste (dat is het differentiële signaal tussen de lagen) wordt over het algemeen zoveel mogelijk vermeden, omdat de nauwkeurigheid van de lamineeruitlijning tussen de lamineerlagen veel lager is dan die van dezelfde laagetsnauwkeurigheid bij de eigenlijke PCB-fabricage, en met het verlies van diëlektricum tijdens het lamineren kan niet worden gegarandeerd dat de afstand tussen de differentiële lijnen gelijk is aan de dikte van het diëlektricum tussen de lagen, hetgeen een differentiële impedantieverandering tussen de differentiële paren tussen de lagen zal veroorzaken.Daarom wordt aanbevolen om zoveel mogelijk hetzelfde laagverschil te gebruiken.