Blogue PCB - Facteurs influant sur l'impédance des PCB et contre - mesures

L'industrie électronique connaîtra une croissance annuelle de plus de 20%, Et PCB board L'industrie croîtra également à mesure que l'ensemble de l'industrie électronique se développera.. Croissance supérieure à 20%. La révolution technologique et l'évolution de la structure industrielle de l'industrie électronique mondiale Coupez.rent de nouvelles possibilités et de nouveaux défis au développement des circuits imprimés.. Les circuits imprimés se développent avec la miniaturisation, Numérisation, Haute fréquence, Et la polyvalence des appareils électroniques. Comme interconnexion électrique dans l'électronique - fil dans les PCB, Il ne s'agit pas seulement de savoir si le courant coule ou non.. Au contraire., Il agit comme une ligne de transmission de signaux. C'est - à - dire, Essais électriques des circuits imprimés pour la transmission de signaux à haute fréquence et de signaux numériques à grande vitesse. Il ne suffit pas de mesurer, off, and short circuit of the circuit (or network) meets the requirements, Et si la valeur d'impédance caractéristique se situe dans la plage admissible spécifiée. Seulement si les deux directions sont acceptables, Si la carte imprimée satisfait aux exigences. La carte de circuit imprimé doit fournir des performances de circuit qui empêchent la réflexion pendant la transmission du signal., Garder le signal intact, Réduire les pertes de transmission, Et de faire correspondre l'impédance, Fiable, Aucune interférence, Le signal de transmission sans bruit peut être obtenu. Dans cet article, nous discutons du contrôle de l'impédance caractéristique des plaques multicouches à structure Microstrip de surface couramment utilisées dans la pratique..

1. Ligne Microstrip de surface et impédance caractéristique

La ligne Microstrip de surface a une impédance caractéristique élevée et est largement utilisée dans la pratique. Sa couche externe est la surface de la ligne de signal avec une impédance contrôlée et est séparée de la surface de référence adjacente par un matériau isolant.

Pour les structures Microstrip de surface, la formule de calcul de l'impédance caractéristique est la suivante:

Z0 = 87 / sqrt (Îr + 1,41) Ã ln [(5,98h) / (0,8w + T)]

Z0: impédance caractéristique du fil imprimé:

R: constante diélectrique du matériau isolant:

Épaisseur du support entre le fil imprimé et le plan de référence:

Largeur de la ligne imprimée:

Épaisseur du fil imprimé.

2. Constante diélectrique du matériau et son influence

La constante diélectrique du matériau est déterminée par mesure du fabricant du matériau à une fréquence de 1 MHz. Les mêmes matériaux fabriqués par différents fabricants diffèrent selon leur teneur en résine. La relation entre la constante diélectrique et le changement de fréquence a été étudiée en prenant comme exemple le tissu de verre époxy. La constante diélectrique diminue avec l'augmentation de la fréquence, de sorte que dans la pratique, la constante diélectrique du matériau doit être déterminée en fonction de la fréquence de fonctionnement. En général, la moyenne peut être utilisée pour satisfaire aux exigences et la vitesse de transmission du signal dans le matériau diélectrique diminue avec l'augmentation de la constante diélectrique. Par conséquent, afin d'obtenir une vitesse de transmission élevée du signal, il est nécessaire de réduire la constante diélectrique du matériau, en même temps, une résistance caractéristique élevée doit être utilisée pour obtenir une vitesse de transmission élevée, et un matériau à faible constante diélectrique doit être sélectionné pour obtenir une impédance caractéristique élevée.

3. Influence de la largeur et de l'épaisseur du fil

La largeur du fil est l'un des principaux paramètres qui influencent la variation de l'impédance caractéristique. Lorsque la largeur du conducteur change de 0025 mm, la valeur d'impédance varie de 5 à 6 ). Dans la production réelle, si une feuille de cuivre de 18um est utilisée sur la surface du fil de signalisation contrôlant l'impédance, la tolérance d'écart admissible pour la largeur du fil est de ± 0015mm. Si la tolérance de variation de l'impédance de commande est de 35um feuille de cuivre, la tolérance de variation admissible de la largeur de ligne est de ± 0003 MM. On peut voir que la variation admissible de la largeur de ligne en production entraînera une variation importante de la valeur d'impédance. La largeur du conducteur est déterminée par le concepteur en fonction de diverses exigences de conception. Il doit non seulement satisfaire aux exigences en matière de capacité de charge et d'élévation de température du conducteur, mais aussi obtenir la valeur d'impédance requise. Pour ce faire, le fabricant doit s'assurer que la largeur de ligne satisfait aux exigences de conception et varie dans les tolérances pour répondre aux exigences d'impédance. L'épaisseur du conducteur est également déterminée en fonction de la capacité de charge de courant requise et de l'élévation de température admissible du conducteur. Pour satisfaire aux exigences de production, l'épaisseur moyenne du revêtement est généralement de 25 um. L'épaisseur du fil est égale à l'épaisseur de la Feuille de cuivre plus l'épaisseur du revêtement. Il convient de noter que la surface du conducteur avant le placage doit être propre et exempte de résidus et de noir d'huile de Parage afin d'éviter le placage du cuivre pendant le placage, ce qui modifiera l'épaisseur du conducteur local et affectera la valeur d'impédance caractéristique. De plus, il faut veiller à ne pas modifier l'épaisseur du conducteur et à ne pas modifier la valeur d'impédance pendant le brossage de la plaque.

4. Influence de l'épaisseur diélectrique (h)

Il ressort de l'équation (1) que l'impédance caractéristique Z0 est proportionnelle au logarithme naturel de l'épaisseur diélectrique, de sorte que plus l'épaisseur diélectrique est épaisse, plus Z0 est grande, de sorte que l'épaisseur diélectrique est un autre facteur important affectant la valeur de résistance caractéristique. Étant donné que la largeur du conducteur et la constante diélectrique du matériau ont été déterminées avant la production et que les exigences du procédé d'épaisseur du conducteur peuvent également être utilisées comme valeurs fixes, le contrôle de l'épaisseur du stratifié (épaisseur diélectrique) est le principal moyen de contrôler l'impédance caractéristique pendant la production. La relation entre l'impédance caractéristique et l'épaisseur du milieu est obtenue. Lorsque l'épaisseur du milieu change de 0025 mm, la valeur correspondante de l'impédance change de + 5 à 8 Å). Dans le processus de production réel, le changement admissible de l'épaisseur de chaque couche de stratifié entraînera un changement important de la valeur d'impédance. Dans la production réelle, différents types de prépreg sont choisis comme milieu isolant et l'épaisseur du milieu isolant est déterminée en fonction de la quantité de prépreg. En prenant comme exemple la ligne Microstrip de surface, on détermine la constante diélectrique du matériau isolant à la fréquence de fonctionnement correspondante, puis on calcule Z0 à l'aide de la formule, puis on trouve l'épaisseur diélectrique correspondante en fonction de la largeur de ligne et de la valeur de calcul Z0 proposées par l'utilisateur. Le type et la quantité de prépreg sont ensuite déterminés en fonction de l'épaisseur du placage et de la Feuille de cuivre sélectionnés.

Influence de l'épaisseur diélectrique de différentes structures sur Z0

Par rapport à la conception de la ligne de ruban, la conception de la structure de la ligne de Microstrip a une valeur d'impédance caractéristique plus élevée, généralement de 20 à 40 Å, à la même épaisseur moyenne et au même matériau. Par conséquent, la conception de la structure de la ligne Microstrip est principalement utilisée pour la transmission de signaux numériques à haute fréquence et à grande vitesse. En même temps, la valeur de l'impédance caractéristique augmentera avec l'épaisseur du milieu. Par conséquent, l'erreur d'épaisseur diélectrique des tôles revêtues de cuivre doit être strictement requise pour les circuits à haute fréquence ayant une valeur d'impédance caractéristique strictement contrôlée. En règle générale, l'épaisseur diélectrique ne doit pas varier de plus de 10%. Pour les tôles multicouches, l'épaisseur du milieu est également un facteur d'usinage, en particulier lorsqu'elle est étroitement liée au processus de laminage multicouche et doit donc être étroitement contrôlée.

5. Conclusionss

Dans la production réelle, Légère variation de la largeur et de l'épaisseur du fil, Constante diélectrique du matériau isolant, L'épaisseur du milieu isolant modifie la valeur d'impédance caractéristique, Les valeurs d'impédance caractéristique seront également liées à d'autres facteurs de production.. Donc,, Pour réaliser le contrôle de l'impédance caractéristique, Le fabricant doit comprendre les facteurs qui influent sur la variation de la valeur d'impédance caractéristique., Maîtriser la production réelle, Les différents paramètres du procédé doivent être ajustés en fonction des exigences du concepteur afin qu'ils puissent varier dans les limites des tolérances admissibles.. Pour obtenir la valeur d'impédance requise sur PCB board.