Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Leiterplattentechnisch

Leiterplattentechnisch - Diskussion über die Genauigkeit der PCB-charakteristischen Impedanzsteuerung

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Leiterplattentechnisch - Diskussion über die Genauigkeit der PCB-charakteristischen Impedanzsteuerung

Diskussion über die Genauigkeit der PCB-charakteristischen Impedanzsteuerung

2021-08-16
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Author:ipcb

Mes der schnellde Entwicklung der computergeführtde Schaltung sZeichdeal transmissIaufde, einer der most wichtig isses is dass die PCB is erforderlich, um signal sStabilität währEnde hohersgepinkelt signal transmissIon ohne FehlfunktIonen, die erforderns das Merkmalesc impdance der PCB usd. Verbesserte Regelgenauigkeit. Weitere Vorschläge sTringent-Anforderungs über die Genauigkeit der Merkmalesc Impedanz Steuerung, die is in der Tat eine große Herausforderung für Leiterplattenhersteller. Daher, this Artikel discusses wie man die strict Impedanz Anforderungen an die Regelgenauigkeits von custhhhomers. Kolleges sind hilfreich.


1 Einleitung


Mit der schnellen Entwicklung elektronischer Produkte erfordert dies die charakteristische Impedanzsteuerung der Leiterplatte, die verwendet wird, um eine hohe Präzision zu erreichen. Am Beispiel des Fortschritts von Hochgeschwindigkeitsrechnern kann der Entwicklungstrend dieser Nachfrage veranschaulicht werden.

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Anfangs, die ±10% Regelgenauigkeit verlangenment for PCB was esTablisdurch die Anwendung der Richtlinie Rambus DRAM module (RIMM) mit 800MHz frequency signal in der Schaltung. This is to ensdie interne Schaltung des Computersst und die swas erreichts höher sPeed-Betriebs. Nicht nur Computerproduktes ausgestattet mit RIMM, aber viele elektronische Produktes also die Schaltung auf dem sbsgut aufeinunder abgestimmt zu sein. Die Merkmalesc Impedanz Kontrollgenauigkeit der Leiterplattes usvon sssome customers is nicht beschränkt auf das Original ±15% oder ±10. %, some Impedanz Anforderungen an die Regelgenauigkeits sind incrasd bis ± 8% oder sogar ± 5%, die is in der Tat eine große Herausforderung für PCB Herstellers. This arcle mainly focuses wie man cu trifftstomers' strict Impedanz Anforderungen an die Regelgenauigkeits, und hvonfens um hilfreich zu sein PCB Fertigungspartners.


2. Präzisionsanalyse der Impedanzsteuerung


Im Allgemeinen ist es für das Übertragungsleitungssysm der Mehrschichtplatte einfach, 60±10%Ω, aber es ist etwas schwierig, 75±5%Ω, oder sogar 50±5%Ω, zu erreichen. Der Fehler von 5% ist sogar für diejenigen mit höheren technischen Spezifikationen. Es ist nicht üblich in der Anwendung, aber es gibt immer noch einige Kunden, die die Anforderung von ±5% für Impedanzsteuerungsgenauigkeit vorgebracht haben. Hier ist ein Beispiel zu veranschaulichen.


Das Folgende ist eine Art Brett, das von unserer Firma produziert wird. Die Anforderungen des Brettes: 4-Schicht-Brett, fertige Brettstärke 1.0±0.10mm, Brett nimmt FR4 an, Kunde hat laminierte Struktur spezifiziert, siehe die Abbildung unten

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2.1 Simulationsberechnung von PCB-charakteristische Impedanz


Für Leiterplatten mit Impedanzsteuerungsanforderungen besteht derzeit eine gängige Praxis in Leiterplattenfabriken darin, einige Impedanzproben an geeigneten Posderen auf der Seite der Leiterplattenproduktionsausschießplatte zu entwerfen. Diese Impedanzproben haben die gleiche Schichtung und Impedanzlinienstruktur wie die Leiterplatte. Vor dem Entwurf der Impedanzprobe wird eine Impedanzberechnungssvontware verwendet, um die Impedanz im Voraus zu simulieren, um die Impedanz vorherzusagen. Unter ihnen werden das von der britischen Firma POLAR entwickelte Testsysm und die Berechnungssoftware CITS seit 1991 von vielen Leiterplattenherstellern eingesetzt, sie sind einfach zu bedienen und verfügen über leistungsstarke Funktionsrechenfunktionen. Egal wie leistungsstark das Sysm ist, seine Rechenleistung und Feldlösungswerkzeuge zur Berechnung der Impedanz basieren alle auf der Verwendung von "idealen" Materialien, und es wird immer eine gewisse Abweichung zwischen den Ergebnissen der Simulationsrechnungen und den tatsächlichen gemessenen Impedanzergebnissen geben. Daher ist es besonders wichtig, Software mit höherer Rechengenauigkeit zu verwenden, um genauere Simulationsvorsagen durchzuführen, wenn die Impedanzsteuerungsgenauigkeit des Kunden ±5% betragen muss. Zu diesem Zweck verwenden wir die neueste Berechnungssoftware Polar SI8000K, die von der britischen Firma POLAR entwickelt wurde, um zu simulieren und vorherzusagen. Aufgrund von Kundenanforderungen: Um die Impedanz von 50±5%Ω, kann die Leiterplattenfabrik geeignete Anpassungen an der laminierten Struktur vornehmen. Die Breite der Impedanzlinie kann nicht eingestellt werden. Aus diesem Grund sind die Simulationsergebnisse wie folgt:

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2.2 Leiterplattenproduktion process Steuerung


2.2.1 Produktion mit paralleler Belichtungsmaschine


Da nicht paralleles Licht zu einer Punktlichtquelle gehört, ist das emittierte Licht Streulicht. Daher dringen diese Lichtstrahlen durch das Filmnegativ in den lichtempfindlichen Trockenfilm oder einen anderen flüssigen Ätzfilm ein und werden in verschiedenen Winkeln belichtet und belichtet und entwickelt. Es wird eine gewisse Abweichung zwischen dem Muster und dem Muster auf dem Negativ geben. Das parallele Licht wird zur Belichtung auf den lichtempfindlichen Trockenfilm oder einen anderen flüssigen Resistfilm in vertikaler Richtung bestrahlt. Daher wird die Breite des freiliegenden Drahtes auf der lichtempfindlichen Schicht sehr nah sein. Die Breite des Drahtes auf dem Filmnegativ kann auf diese Weise eine genauere Drahtbreite erhalten, wodurch der Einfluss dieser Abweichung auf die Impedanz verringert wird.


2.2.2 Verwenden Sie dünne Kupferfolie für äußeres Basiskupfer


Aufgrund der schnellen Entwicklung feiner Schaltkreise wurde dünne Kupferfolie umfangreich entwickelt und voll eingesetzt. Die Dicke der Kupferfolie war hauptsächlich von 1OZ bis 1/2OZ in den frühen Jahren, und 1/3OZ und 1/4OZ wurden auch entwickelt. Noch dünnere wie 1/7OZ Kupferfolie. Weil die dünnere Kupferfoliendicke zur Herstellung und Steuerung der Breite des Drahtes und der Integrität des Drahtes förderlich ist, wodurch die Genauigkeit der Impedanzkontrolle sichergestellt wird. Da die äußere Kupferdicke des Kunden 1OZ beträgt, wählten wir 1/3OZ Kupferfolie für die äußere Schicht der Vierschichtplatte. Nach der nachfolgenden Galvanik kann es die Oberflächenkupferdicke des Kunden von 1OZ-Kupfer erreichen. Dickenanforderungen, die nicht nur die Anforderungen des Kunden an die Kupferdicke auf der Oberfläche erfüllen, sondern auch die Kontrolle der Gleichmäßigkeit der Drahtbreite beim Ätzen erleichtern.


2.2.3 Laminieren mit der energetischen Heizpresse der Kupferfolie


Die Heizmethode des Laminators ist elektrische Heizung und Dampfheizung, und unser Unternehmen verwendet eine mehrschichtige Vakuumpresse von CEDAL, Italien, die ADARA-Technologie verwendet. Das System verwendet eine gewalzte Kupferfolie, um die Prepreg- und Innenschicht zu umgeben. Die Platte wird einzeln laminiert. Die Kupferfolie wird im Laminator mit Energie versorgt, um den Heizeffekt und die Temperaturverteilung zu erreichen. Die Temperaturverteilung der gesamten laminierten Platte kann 177±2°C erreichen. Durch die schnelle Erwärmung ist die Temperaturverteilung gleichmäßig. Während des Pressprozesses ist die Harzflüssigkeit relativ gleichmäßig, die Dicke und Ebenheit der laminierten Platte können ±0.025mm erreichen, und die Dicke der dielektrischen Zwischenschicht ist relativ gleichmäßig.


Produktion 2.2.4 unter Verwendung der Galvanik der ganzen Platte


Um eine relativ gleichmäßige Dicke und Breite des Drahtes zu erhalten, um sicherzustellen, dass die Impedanz innerhalb des angegebenen Toleranzbereichs liegt, wird die Leiterplatte direkt durch Vollplatinengalvanik nach der Bohrung hergestellt, in der die Stromdichte angemessen reduziert wird. Da die Leiterplatte direkt nach der Bohrung Vollplatte Galvanisierung eintritt, erhält die gesamte Plattenoberfläche unter bestimmten Beschichtungslösungsbedingungen eine gleichmäßige Stromdichte, so dass die Kupferdicke der gesamten Plattenoberfläche und das Loch relativ gleichmäßig ist. Die Gleichmäßigkeit der Drahtbreite (weil die ungleichmäßige Kupferdicke Nachteile für die Gleichmäßigkeit des Ätzes bringt), was für die Steuerung der charakteristischen Impedanz der Leiterplatte und die Verringerung ihrer Flüchtigkeit vorteilhaft ist.


2.2.5 Sonstige Aspekte


Um die Impedanzsteuerungsanforderungen 50±5%Ω (50±2.5Ω) des Kunden zu erfüllen, sollten Ätzlinien und Sieb grünes Öl auch kontrolliert werden, um die Gleichmäßigkeit der Drahtbreite und die Dicke der grünen Ölschicht auf der Drahtoberfläche sicherzustellen.


2.3 Impedanz measurment of PCB


Die Impedanzmessung wird normalerweise mit einem Zeitbereichsreflektometer (TDR) durchgeführt, und TDR (Zeitbereichsreflektometer) hat sich zu einer eTablierten Technik zur Messung der charakteristischen Impedanz auf einer Leiterplatte entwickelt. Die Impedanzmessung ist auch sehr wichtig für die charakteristische Impedanz mit einer Genauigkeit von ±5%. Es ist notwendig, die Genauigkeit der Messung sicherzustellen, andernfalls wird die Platine mit qualifizierter Impedanz fälschlicherweise als unqualifiziert erkannt.


2.3.1 Verwenden Sie rückführbare ImpedanzsSStandards für die Kalibrierung vor der Messung


Da der TDR, der für die Impedanzmessung verwendet wird, ein hochpräzises HF-Messgerät ist, muss die TDR-Messung während des Messprozesses unter den gleichen Gleichstrombedingungen am Front- und am hinteren Ende der Leiterbahn durchgeführt werden. Da der größte Teil der Impedanz COUPON nicht beendet ist, ist es daher am besten, eine Referenzluftleitung zu verwenden, die auf einen rückführbaren Standard kalibriert wurde. Die Verwendung hochpräziser Lastbeständigkeit zur Kalibrierung von TDR kann Impedanzmessfehler reduzieren


2.3.2 Legen Sie während der Messung nicht die Hände auf den Impedanz COUPON


Wenn die Hand oder der Finger auf die Impedanz COUPON gelegt wird, ändert sich die Impedanzstruktur der Oberfläche, was zu einer Abnahme der gemessenen Impedanz führt. Aus diesem Grund sollte der Tester während des Tests nicht seine Hände oder Finger auf den ImpedanzCOUPON legen.


2.3.3 Verwenden Sie eine feste Prüfvorrichtung, um die Impedanz COUPON während der Prüfung zu reparieren


Die übliche Art und Weise, Impedanz zu prüfen, besteht darin, die Impedanz COUPON direkt auf die Arbeitsfläche zur Prüfung zu platzieren. Dies beeinflusst das Messergebnis, da die Arbeitsfläche eine eigene IsolationskonsTante hat. Wenn der Impedanztest COUPON in direktem Kontakt mit der Arbeitsfläche steht, wird das Impedanztest Ergebnis erhalten. Natürlich sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Impedanzsteuerung nicht sehr streng. Bei der Prüfung der charakteristischen Impedanz mit einer Genauigkeit von ±5% für ähnliche Messimpedanz sollte jedoch eine feste Prüfvorrichtung verwendet werden, um die Impedanz COUPON zu testen.


2.3.4 Überprüfen Sie den HF-Kabel- und Sondenverschleiß während der Messung


Die Lebensdauer von HF-Kabeln und Fühlern ist begrenzt, und Benutzer verschleißen sich während des Gebrauchs. Sobald die HF-Kabel und Sonden beschädigt sind, beeinflusst dies die Impedanzmessergebnisse. Überprüfen Sie daher den Verschleiß der HF-Kabel und Sonden während der Messung, um sicherzustellen, dass die Messung gewährleistet ist. Die Richtigkeit.


2.3.5 Sonstige Aspekte


Um die Genauigkeit der Messung sicherzustellen, muss das Mobiltelefon in der Nähe des Testbereichs während des Messvorgangs geschlossen werden, und die TDR-Impedanztestsonde wird benötigt, um einen guten Kontakt mit dem Impedanztest COUPON während der Messung sicherzustellen.


3. Ergebnisse und Diskussion


Die folgendens die Impedanz test rest of die board tesd by die TDR test system. Es kann seen from die rest that die Impedanz tested by die board is zwischen 47.5∽52.5Ω, die voll und ganz erfüllens der cusTomers 50±5%Ω (50±2.5Ω) Impedance Anforderungs. Dierefore, es kann sein seen that for die customer"s Impedanz control accuracy Anforderungs of ±8% or auch ±5%, as lang as die software with higher Berechnung accuracy is usfür more accurate sVorhersage der Simulation before production, and die rests of simulation prediction are combined with die corresTeichparameters Passende Anpassung vornehmenstments to give sSpezielle Kontrolle des Schlüsselprozessessses in the Produktionsverfahrenss. At die sSpielzeit, es is sbis achievable to ensdie Genauigkeit der the measHarnung währendsHarnung.

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