Mikrowellen-Technik - Der Einfluss der Hochfrequenz-Leiterplattenverarbeitung auf die Impedanzsteuerung und ihre Lösungen

Unsere Lund istttttttttttttttttttttttttttttttttt in a günstig Sesubeiiauf mes wirtchaftlich Bau als die Meste und Refoderm und Öffnung nach oben. Die jährlich Wachstum Rbeie vauf die elektronisch Industrie wird übersteigen (2)0%. Die techneinlogisch Revolution und Industrie strukturell Änderungen in die der Welt Elektronik Industrie sind bringen neu Möglichkeesen und Herausfürderungen zu die Entwicklung von gedruckt Schaltungen. Mes die Entwicklung von Minibeiurisierung, Digitalisierung, hoch Frequenz und Multwennunktionalisierung von elektronisch Ausrüstung, gedruckt Schaltungen, als die Metall Drähte in die elektrisch Verbindungen von elektronisch Ausrüstung, sind nicht nur a Frage von ob aktuell Ströme or nicht, aber auch dienen als Signal Übertragung Linien. Wirkung. Dalss is zu sagen, für die elektrisch Prüfung von die PCB verwendet für die Übertragung von Hochfrequenz Signale und Hochgeschwindigkeit digital Signale, it is nichtwendig zu Maßnahme ob die Schaltung Kontinuität und Kurzschluss treffen die Requiremen ts, aber auch ob die Charakteristik Impedeinz Wert is innerhalb die spezwenniziert qualifiziert Bereich. Nur if beide Anfahrt sind qualifiziert, die Leiterplatte trifft die AnfBestellungungen.

Die circuit Leistung zur Verfügung gestellt von die gedruckt Leiterplatte muss be fähig zu verhindern Reflexieinen während Signal Übertragung, behalten die Signal intakt, Reduzieren Übertragung Verlust, und spielen die Rolle von palssend Impedeinz, so dalss a komplett, zuverlässig, genau, störungsfrei, und geräuschlos Übertragung Signal keinn be erhalten. Dies Artikel diskutiert die Charakteristik Impedanz Steuerung von die Oberfläche Mikrostreifen Struktur Mehrschichtige Platine häufig verwendet in Praxis.

(1).Oberfläche Mikrostreifen Linie und Charakteristik Impedanz
Die Charakteristik Impedanz von die Oberfläche Mikrostreifen Linie is relativ hoch und is weit verbreitet verwendet in Praxis. Sein Außen Ebene is die Signal Linie Oberfläche dalss Kontrollen die Impedanz. Es is getrennt von die angrenzend Referenz Flugzeug mit an isolierend Material. Die Berechnung von die Charakteristik Impedanz Die Fürmel is:

a. Mikrostreifen

Z={87/[sqrt(Er+1.(4)1)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] wo W die Linienbreite ist, T die Kupferdicke der Spur und H die Spur zur Referenzebene Entfernung, Er ist die dielektrische Konstante des LeiterplattenMaterials. Diese Formel muss angewendet werden, wenn 0.1<(W/H)<2.0 und 1<(Er)<15.

b. StripLinie

Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(0.8W+T)]} wobei H der Abstund zwischen den beiden Bezugsebenen ist, und die Spur befindenet sich in der Mitte der beiden Bezugsebenen. Diese Formel muss angewendet werden, wenn W/H<0,(3)5 und T/H<0,25

Es kann be gesehen von die Formel dalss die Haupt faczurs beeinträchtigt die Charakteristik Impedanz sind (1) dielektrisch konstant Er, (2) dielektrisch Dicke H, (3) Draht Breite W, und (4) Draht Kupfer Dicke T. Daher, die Charakteristik Impedanz und die Substrat Material ( Die Beziehung zwischen Kupfer verkleidet Brett) is sehr schließen, so die Wahl von Substrat Material is sehr wichtig in PCB Design.

2. Die dielektrische Konstante des Materials und sein Einfluss

Die Dielektrizitätskonstante des Materials wird vom Hersteller des Materials mit einer Frequenz von 1Mhz bestimmt. Dals gleiche Material, das von verschiedenen Herstellern produziert wird, unterscheidet sich aufgrund des unterschiedlichen Harzgehalts. Diese Studie nimmt Epoxidglasgewebe als Beispiel, um den Zusammenhang zwischen der Dielektrizitätskonstante und der Frequenzänderung zu untersuchen. Die dielektrische Konstante nimmt mit zunehmender Frequenz ab. Daher sollte in praktischen Anwendungen die Dielektrizitätskonstante des Materials entsprechend der Betriebsfrequenz bestimmt werden. Generell kann der Durchschnittswert verwendet werden, um die Anfürderungen zu erfüllen. Die Übertragungsgeschwindigkeit des Signals im dielektrischen Material nimmt mit dem Anstieg der dielektrischen Konstante ab. Um daher eine hohe Signalübertragungsgeschwindigkeit zu erhalten, muss die Dielektrizitätskonstante des Materials reduziert werden, und gleichzeitig ist es nichtwendig, eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit zu erhalten. Verwenden Sie einen hohen Kennwiderstundswert, und ein hoher Kennwiderstundswert muss ein niedriges dielektrisches KonstantMaterial wählen.

3. Der Einfluss der Drahtbreite und -dicke

Die Drahtbreite ist einer der wichtigsten Parameter, die die charakteristische Impedanzänderung beeinflussen. Die Abbildung verwendet die Oberflächenmikrostreifenlinie als Beispiel, um die Beziehung zwischen Impedanzwert und Drahtbreite zu veranschaulichen. Es kann von der Abbildung gesehen werden, dass, wenn sich die Drahtbreite um 0.025mm ändert, der Impedanzwert um 5-6 Ohms ändert. In der tatsächlichen Produktion, wenn 18μm Kupferfolie verwendet wird, um die Impedanz der Signalleitungsoberfläche zu steuern, die zulässige Drahtbreite Variationszuleranz Es ist ±0.015mm. Wenn die Toleranz der Steuerimpedanzänderung 35μm Kupferfolie ist, ist die zulässige Toleranz der Drahtbreite Variation 0.025mm. Es kann gesehen werden, dass die zulässige Drahtbreitenänderung in der Produktion eine große Änderung des Impedanzwertes verursacht. Die Breite wird vom Designer entsprechend einer Vielzahl von DesignanfBestellungungen bestimmt. Es muss nicht nur die Anforderungen der Drahttragfähigkeit und des Temperaturanstiegs erfüllen, sondern auch den gewünschten Impedanzwert erhalten. Dies setzt voraus, dass der Hersteller während der Produktion sicherstellen muss, dass die Linienbreite den Konstruktionsanforderungen entspricht und sie innerhalb des Toleranzbereichs ändert, um die Impedanzanforderungen zu erfüllen. Die Dicke des Drahtes wird auch entsprechend der erforderlichen Stromtragfähigkeit des Leiters und dem zulässigen Temperaturanstieg bestimmt. Um die Anforderungen der Verwendung in der Produktion zu erfüllen, beträgt die Dicke der Beschichtungsschicht im Allgemeinen 25μm im Durchschnitt, und die Dicke des Drahtes ist gleich der Dicke der Kupferfolie plus der Dicke der Beschichtungsschicht. Es sollte bjedetet werden, dass vor dem Galvanisieren die Oberfläche des Drahtes sauber sein muss und es keine Rückstände und Reparaturölschwarz geben sollte, was dazu führt, dass das Kupfer während der Galvanisierung nicht plattiert wird, was die Dicke des lokalen Drahtes ändert und den charakteristischen Impedanzwert beeinflusst. Darüber hinaus müssen Sie beim Bürsten vorsichtig sein, die Dicke des Drahtes nicht ändern und bewirken, dass sich der Impedanzwert ändert.

4. Der Einfluss der mittleren Dicke H

Es kann be gesehen von die Formel dass die Charakteristik Impedanz is proportional zu die natürlich Logarithmus von die dielektrisch Dicke. Dierefore, it kann be gesehen dass die dicker die dielektrisch Dicke, die zuller die Impedanz Wert, so die dielektrisch Dicke is anodier Haupt faczur Auswirkungening die Charakteristik Widerstund Wert. BeUrsache die Draht Breite und die dielektrisch konstant von die Material haben wurden bestimmt vor Produktion, die Draht Dicke Prozess Anforderungen kann auch be verwendet as a fest Wert, so Steuerungling die Laminat Dicke (dielektrisch Dicke) is die Haupt Methode zu Steuerung die Charakteristik Impedanz in Produktion. Von die Abbildung, die Beziehung zwischen die Charakteristik Impedanz Wert und die ändern in dielektrisch Dicke kann be gezeichnet. Es kann be gesehen von die Abbildung dass wenn die Dicke von die Medium änderns von 0.025mm, it wird caVerwendung a Entsprechend ändern in die Impedanz Wert von +5-8 ohms. In die tatsächliche Produktion Prozess, die alniedrigable ändern in die Dicke von jede Ebene wird Ursache die Impedanz Wert zu ändern stark. Groß ändern. In tatsächliche Produktion, unterschiedlich Typen von Prepregs sind ausgewählt as die isolierend Medium, und die Dicke von die isolierend Medium is bestimmt nach zu die Zahl von Prepregs. Nehmen die Oberfläche Mikrostreifen Linie as an Beispiel: verweisen zu die Bild während die Produktion Prozess. Bestimmen die dielektrisch konstant von die isolierend Material at die Entsprechend Betrieb Frequenz, und dien Verwendung die Formel zu berechnen die Entsprechend Impedanz Wert, und dien nach zu die Draht Breite Wert und die Impedanz Wert vorgeschlagen von die Benutzer, find die Entsprechend dielektrisch Dicke durch die Graph, und dien nach zu die ausgewählt Die Dicke von Kupfer plattiertes Laminat und Kupfer Folie bestimmt die Typ und Zahl von Prepregs.

Es kann be gesehen von die Abbildung dass die Design von die Mikrostreifen Linie Struktur hat a hocher Charakteristik Impedanz Wert als die stripLinie Design unter die gleiche dielektrisch Dicke und Material, allgemein 20Ω-40Ω. Daher, die Mikrostreifen Linie Struktur Design is meist verwendet for hoch-Frequenz und hoch-Geschwindigkeit digital Signal Übertragung. Bei die gleiche Zeit, die Charakteristik Impedanz Wert wird Zunahme as die Dicke von die Medium Zunahmes. Dierefore, for hoch-Frequenz circuseine mit streng Steuerungled Charakteristik Impedanz Werts, streng Anforderungen sollte be platziert on die Fehler von die dielektrisch Dicke von die Kupfer verkleidet Laminat. Allgemein Sprechen, die dielektrisch Dicke von die Kupfer verkleidet Laminat tunes nicht ändern mehr als 10%. For die Mehrschichtige Platine, die dielektrisch Dicke is noch a Prozess. Faczurs, besonders eng verwundt zu multi-Ebene Laminierung Prozessing, sollte auch be eng kontrolliert.

5 Schlussfolgerung

In der tatsächlichen Produktion bewirkt eine leichte Änderung der Breite und Dicke des Drahtes, der Dielektrizitätskonstante des IsolierMaterials und der Dicke des IsolierMediums eine Änderung der charakteristischen Impedanz. Darüber hinaus wird die charakteristische Impedanz auch mit underen Produktionsfakzuren in Verbindung gebracht, so dass, um die charakteristische Impedanz zu erreichen Kontrollproduzenten die Fakzuren verstehen müssen, die die charakteristische Impedanzwertänderung beeinflussen, die tatsächlichen Produktionsbedingungen beherrschen, und passen Sie jeden ProzessParameter entsprechend den Anforderungen des Designers an, um die Änderung innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs vorzunehmen, um den gewünschten Impedanzwert zu erhalten.