Leiterplattentechnisch - Die Beziehung zwischen charakteristischer Impedanz und Platte und Prozess

Die Beziehung zwischen charakteristischer Impedanz und Platte und Prozess

Herausgeber von LeiterplattenfabrikBerechnungsformel der charakteristischen Impedanz Z0 der Mikrostreifenlinienstruktur: Z0.87/r +1.41 ln5.98H / (0.8W+T)

Unter ihnen: εr-dielektrische Konstante H-dielektrische Dicke W-Drahtbreite T-Drahtdicke

Je niedriger die εr des Boards, Je einfacher es ist, den Z0-Wert des PCB Schalten und passen Sie den Ausgangsimpedanzwert der Hochgeschwindigkeitskomponente an.

1. Die charakteristische Impedanz Z0 ist umgekehrt proportional zur εr der Platte

Z0 nimmt mit zunehmender Dicke des Mediums zu. Daher werden für Hochfrequenzschaltungen mit strengem Z0 strenge Anforderungen an den Fehler der dielektrischen Dicke des kupferplattierten Laminatsubstrats gestellt. Generell darf die Dicke des Mediums nicht um mehr als 10%.

2. Der Einfluss der dielektrischen Dicke auf die charakteristische Impedanz Z0

Mit der Zunahme der Spurendichte verursacht die Zunahme der dielektrischen Dicke die Zunahme der elektromagnetischen Störungen. Daher sollte bei Signalübertragungsleitungen von Hochfrequenzleitungen und digitalen Hochgeschwindigkeitsleitungen mit der Zunahme der Leiterverdrahtungsdichte die Dicke des Mediums verringert werden, um das Rauschen oder Übersprechen, das durch elektromagnetische Störungen verursacht wird, zu beseitigen oder zu reduzieren oder εr erheblich zu reduzieren. Substrat.

Entsprechend der charakteristischen Impedanz Z0 Berechnungsformel der Mikrostreifenlinienstruktur: Z0.87/r +1.41 ln5.98H / (0.8W+T)

Die Dicke der Kupferfolie (T) ist ein wichtiger Faktor für Z0. Je größer die Dicke des Drahtes, desto kleiner das Z0. Aber sein Änderungsbereich ist relativ klein.

3. Der Einfluss der Kupferfoliendicke auf die charakteristische Impedanz Z0

Je dünner die Dicke der Kupferfolie, desto höher kann der Wert von Z0 erhalten werden, aber die Änderung ihrer Dicke trägt nicht viel zu Z0 bei.

Der Beitrag von dünner Kupferfolie zu Z0 ist nicht so genau wie der Beitrag von dünner Kupferfolie zur Herstellung von feinen Drähten zur Verbesserung oder Kontrolle von Z0.

Nach der Formel:

Z0.87/r +1.41 ln5.98H / (0.8W+T)

Je kleiner die Linienbreite W, desto größer Z0; Die Verringerung der Drahtbreite kann die charakteristische Impedanz erhöhen.

Die Änderung der Linienbreite hat einen viel offensichtlicheren Effekt auf Z0 als die Änderung der Liniendicke.

4. Der Einfluss der Drahtbreite auf die charakteristische Impedanz Z0

Z0 nimmt schnell zu, wenn die Linienbreite W enger wird. Um Z0 zu steuern, muss daher die Linienbreite streng kontrolliert werden. Derzeit ist die Signalübertragungsleitungsbreite W der meisten Hochfrequenzschaltungen und Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen 0.10 oder 0.13mm. Traditionell beträgt die Abweichung der Linienbreite ±20%. Die Leiterplattendrähte herkömmlicher elektronischer Produkte, die keine Übertragungsleitungen (Drahtlänge <1/7 der Signalwellenlänge) sind, können die Anforderungen erfüllen, aber für Signalübertragungsleitungen mit Z0-Steuerung beträgt die Leiterplattendrahtbreitenabweichung ±20%, die die Anforderungen nicht mehr erfüllen kann. Weil der Z0-Fehler zu diesem Zeitpunkt ±10% überschritten hat

Beispiele hierfür sind:

Die width of a PCB Microstrip Linie ist 100μm, die line thickness is 20μm, und die dielektrische Dicke ist 100μm. Unter der Annahme, dass die Kupferdicke des fertigen PCB ist einheitlich, fragen, ob sich die Linienbreite um ±20%ändert, kann Z0 innerhalb von ± 10%liegen?

Lösung: Nach der Formel

Z0.87/r +1.41 ln5.98H / (0.8W+T)

Ersatz: Linienbreite W0,100μm, W1,80μm, W2,120μm, Linienstärke T,20μm, dielektrische Stärke H,100μm, dann: Z01 /Z02,1,20

Daher beträgt Z0 nur ± 10% und kann <±10% nicht erreichen.

Um die charakteristische Impedanz Z0 <±10%, zu erreichen, muss die Drahtbreitenabweichung weiter reduziert werden, und sie muss weit weniger als ±20% sein.

In ähnlicher Weise muss zur Steuerung von Z0 â­5%, die Drahtbreitentoleranz kontrolliert werden â­10%.

Daher, Es ist nicht schwer für uns zu verstehen, warum PTFE PCBs and some FR-4 Leiterplatten require a line width of ±0.02mm, und der Grund ist, den charakteristischen Impedanzwert Z0 zu steuern.