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La resistencia es un indicador que mide las limitaciones impuestas por el circuito a la corriente. Es similar a una resistencia, pero también tiene en cuenta la influencia de inductores y condensadores. El control de resistencia en la pila flexible es crucial para reducir la reflexión de la señal y lograr una integridad confiable de la señal.
La resistencia controlada (ci) es la resistencia característica de la línea de transmisión en el conductor de PCB y su plano de referencia relacionado. Es especialmente necesario cuando la señal de alta frecuencia se transmite a través del rastro de la placa de circuito.
¿¿ por qué necesitamos controlar la resistencia de los PCB flexibles?
En los tiempos modernos, las placas de circuito flexibles se han vuelto más pequeñas, rápidas y complejas. Las placas flexibles se utilizan generalmente en aplicaciones de alta frecuencia, como comunicaciones de radiofrecuencia, telecomunicaciones, cálculos que utilizan frecuencias de señal superiores a 100 mhz, procesamiento de señales de alta velocidad y vídeo analógico de alta calidad, como ddr, hdmi, Gigabit ethernet, etc.
El rastro de la señal tiene una resistencia en cada punto de la ruta de la señal. Si el punto de resistencia es diferente de este punto, se produce un reflejo de la señal, cuya magnitud depende de la diferencia entre las dos impedancias. Este reflejo se propagará en la dirección opuesta a la señal, lo que significa que la señal reflejada se superpondrá a la señal original. ¿Para comprender mejor las lecturas de Resistencia controlada, ¿ por qué la resistencia controlada es realmente importante?
¿¿ cuál es la coincidencia de resistencia en el pcb?
Cuando se trata de diseños flexibles de pcb, la coincidencia de impedancias se vuelve crucial, ya que a menudo se utilizan en aplicaciones de alta velocidad. Se refiere a la coincidencia de la resistencia de la carga con la resistencia característica de la línea de transmisión. Si la resistencia a la carga y la resistencia característica son iguales, se eliminarán los reflejos en la línea de transmisión. Esto garantiza que la recepción de la señal original no se atenúe.
Factores que afectan la resistencia de la placa de circuito flexible
El control de resistencia flexible se puede lograr cambiando el tamaño físico de los rastros de PCB y las características del material dieléctrico utilizado. Los siguientes son los factores que afectan la resistencia de los PCB flexibles.
Tamaño físico de la trayectoria
Altura del rastro
Ancho de la superficie superior del rastro
Ancho inferior del rastro
Diferencia de ancho entre la parte superior de la traza y la parte inferior de la traza
La altura de la traza desde el plano del suelo
Propiedad dieléctrica del material dieléctrico utilizado
Constante dieléctrica del material dieléctrico añadido
Altura dieléctrica entre el rastro y el plano de referencia
Constante dieléctrica de la máscara o cubierta de soldadura
Configuración de resistencia controlable de placas flexibles
Las configuraciones más comunes para el control de resistencia de placas flexibles son:
MICROSTRIP de un solo extremo
Cómo construir una pila flexible con resistencia controlable
Línea de MICROSTRIP de un solo extremo para PCB flexibles
H1: altura dieléctrica entre el rastro y el plano de referencia
W1: ancho en la parte inferior de la traza
W2: ancho de la superficie superior del rastro
T1: espesor del rastro
Er1: constante dieléctrica entre el rastro y el plano de referencia
Esta configuración tiene líneas de transmisión hechas de conductores uniformes (grosor y anchura) en la capa exterior de la pila de placas de circuito. El plano de referencia proporciona una ruta de retorno de corriente para las señales transmitidas en la línea de transmisión. Las líneas de MICROSTRIP de un solo extremo permiten estructuras flexibles más delgadas, lo que también aumenta la flexibilidad y reduce los costos Generales.
Línea de MICROSTRIP diferencial recubierta de borde
Líneas de MICROSTRIP diferenciales acopladas al borde para PCB flexibles
H1: altura dieléctrica entre el rastro y el plano de referencia
W1: ancho en la parte inferior de la traza
W2: ancho de la superficie superior del rastro
T1: espesor del rastro
S1: intervalo entre dos trazas de un par diferencial
C1, C2 y c3: espesor de la cubierta en diferentes posiciones
Cer: constante dieléctrica de la cubierta
Cuando la señal y su complemento se transmiten en dos rastros independientes, se llama señal diferencial. Estas trayectorias se llaman pares diferenciales. Los rastros se encadenan a una distancia constante. Una de las principales ventajas de los pares diferenciales acoplados al borde es que el ruido en el plano de referencia es común a los dos rastros. Esto compensa el ruido del extremo receptor.
Línea de banda de un solo extremo
Cómo construir una pila flexible con resistencia controlable
Línea de banda de un solo extremo para PCB flexibles
H1: altura del primer dieléctrico
H2: altura del dieléctrico de la segunda capa
W1: ancho en la parte inferior de la traza
W2: ancho de la superficie superior del rastro
Er1: constante dieléctrica del primer dieléctrico
Er2: constante dieléctrica del segundo dieléctrico
T1: espesor del rastro
Realiza el enrutamiento de señales entre dos planos de tierra en PCB multicapa. La ruta de retorno de la señal de alta frecuencia se encuentra por encima y por debajo de la trayectoria de la señal en el plano.
Línea de banda diferencial de acoplamiento de borde
Cómo construir una pila flexible con resistencia controlable
Línea de banda diferencial de acoplamiento de borde para PCB flexibles
H1: altura del primer dieléctrico
H2: altura del dieléctrico de la segunda capa
W1: ancho en la parte inferior de la traza
W2: ancho de la superficie superior del rastro
Er1: constante dieléctrica del primer dieléctrico
Er2: constante dieléctrica del segundo dieléctrico
T1: espesor del rastro
S1: intervalo entre dos trazas de un par diferencial
Esta configuración tiene dos trazas de resistencia controladas intercaladas entre dos planos. Es similar a una línea de banda de un solo extremo. La única diferencia es que tiene un par de conductores separados por una distancia uniforme.
Plano de referencia de la línea de sombra cruzada en el PCB flexible
La relación entre el ancho del conductor de la línea de sombra cruzada (hw) y la distancia entre la línea de sombra cruzada (hp) juega un papel importante en la caracterización del plano de la línea de sombra cruzada. Si la tasa es de aproximadamente 0293, se puede lograr una eliminación de cobre del 50%. Cuanto menor sea la proporción, mayor será el porcentaje de cobre a eliminar. La única desventaja de la resistencia de control flexible en comparación con el plano de cobre rígido es la necesidad de tener un mayor valor de resistencia de control.
El plano de referencia de la línea cruzada significa que un gran porcentaje del cobre se ha eliminado del plano. Tiene un impacto significativo en la resistencia controlada en los PCB flexibles. El plano de la línea de sombra cruzada no puede proporcionar el 100% de blindaje para el rastro de la señal. El objetivo principal del plano de referencia de la línea de sombra cruzada es aumentar la flexibilidad de la placa de circuito.
El control de resistencia en el diseño flexible requiere un núcleo flexible más grueso que el núcleo flexible estándar para lograr el valor de resistencia requerido. El núcleo flexible más grueso aumenta el espesor total y reduce la flexibilidad.
La configuración de MICROSTRIP superficial da paso a un núcleo flexible lo más delgado posible, proporcionando el mayor grado de flexibilidad. La configuración de la línea de banda permite el blindaje en ambos lados del rastro. Sin embargo, esta configuración aumenta significativamente el espesor de la desviación, lo que a su vez reduce la capacidad de desviación.
Las placas flexibles suelen estar hechas de sustratos de poliimida. Estos sustratos ofrecen valores DK más bajos (3 a 3,5) que los materiales rígidos. el espesor del material flexible siempre es uniforme. Esto los convierte en una opción ideal para el diseño de resistencia de control flexible.
Hay dos tipos de materiales de poliimida: materiales basados es es en adhesivos y materiales sin adhesivos. Tanto los materiales libres de adhesivos como los basados en adhesivos se pueden utilizar en diseños de CI flexibles. Sin embargo, debido a sus resultados consistentes, los materiales sin adhesivos son más adecuados para aplicaciones de alta velocidad.
Materiales avanzados como las mezclas de Teflon y Teflon / poliimida son adecuados para aplicaciones de alta velocidad. Estos materiales son más caros que los materiales de poliimida. El material de poliimida estándar sin adhesivo cumple con los requisitos de diseño para controlar la resistencia, reduciendo al mismo tiempo los costos. Sierra Circuits utiliza materiales DuPont para fabricar PCB flexibles.
La resistencia de control es uno de los factores clave para minimizar la reflexión de la señal en el pcb.
