Technologie PCB - Exploration du contrôle d'impédance PCB

Avec la commutation de signaux de carte PCB de plus en plus rapide, les concepteurs de PCB d'aujourd'hui doivent comprendre et contrôler l'impédance des traces de PCB. Correspondant à des temps de transmission de signal plus courts et à des cadences d'horloge plus élevées pour les circuits numériques modernes, les traces de PCB ne sont plus de simples connexions, mais des lignes de transmission.

En pratique, il est nécessaire de contrôler l'impédance de trace lorsque la vitesse de bord numérique dépasse 1 ns ou lorsque la fréquence analogique dépasse 300 MHz. L'un des paramètres clés d'une trace de PCB est son impédance caractéristique (le rapport de la tension au courant lorsque l'onde se propage le long de la ligne de transmission du signal). L'impédance caractéristique d'un fil sur une carte de circuit imprimé est un indicateur important de la conception de la carte, en particulier dans la conception de circuits PCB à haute fréquence, où il est nécessaire de considérer si la Résistance caractéristique du fil correspond à celle requise pour le dispositif ou le signal. Cela implique deux concepts: le contrôle d'impédance et l'adaptation d'impédance. Cet article étudie principalement le contrôle d'impédance et la conception de l'empilement.

Contrôle d'impédance

Contrôle d'impédance, le conducteur dans la carte aura toutes sortes de transmission de signal, afin d'améliorer le taux de transmission, doit augmenter sa fréquence, si la ligne elle - même en raison de différents facteurs tels que la gravure, l'épaisseur de l'empilement, la largeur du fil, etc., provoquera des changements dans la valeur de l'impédance, ce qui rendra le signal déformé. Par conséquent, la valeur de l'impédance d'un conducteur sur une carte à grande vitesse doit être contrôlée dans une certaine plage, appelée « contrôle d'impédance».

L'impédance d'une trace de PCB sera déterminée par son inductance inductive et Capacitive, sa résistance et sa conductivité. Les principaux facteurs influençant l'impédance de câblage PCB sont: la largeur du fil de cuivre, l'épaisseur du fil de cuivre, la constante diélectrique du support, l'épaisseur du support, l'épaisseur des plots, le trajet du fil de masse, le câblage autour du câblage, etc. l'impédance PCB varie de 25 à 120 ohms.

En pratique, les lignes de transmission PCB sont généralement constituées de traces, d'une ou plusieurs couches de référence et d'un matériau isolant. Les traces et les couches forment une impédance de contrôle. Les PCBs sont généralement multicouches et l'impédance de contrôle peut être construite de différentes manières. Cependant, quelle que soit la méthode utilisée, la valeur de l'impédance sera déterminée par sa structure physique et les propriétés électriques du matériau isolant:

Largeur et épaisseur des traces de signal

Hauteur du coeur ou du matériau pré - rempli de part et d'autre de la trace

Configuration des traces et des plaques

Constantes d'isolation du coeur et des matériaux de pré - Remplissage

Il existe deux formes principales de lignes de transmission PCB: les lignes microruban et les lignes ruban.

Microbandes:

Une ligne microruban est une bande conductrice dont le plan de référence n'est que d'un côté, avec le dessus et les côtés exposés à l'air (ou revêtus), au - dessus de la surface de la carte de circuit imprimé à constante d'isolation er, en référence à l'alimentation ou à la terre. Comme suit:

Concept pré - imprégné / coeur de la couche isolante.

Le PP (préimprégné) est un matériau diélectrique composé de fibres de verre et de résine époxy. Le noyau est en fait un support PP, mais il est recouvert d'une feuille de cuivre sur les deux côtés, ce qui n'est pas le cas du pp. Lors de la fabrication de panneaux multicouches, le noyau et le PP sont généralement utilisés ensemble, le PP étant utilisé pour la liaison entre le noyau et le noyau.

Ce qu'il faut prendre en compte dans la conception des empilements de PCB

(1) problème de déformation

La conception des couches du PCB doit être symétrique, c'est - à - dire que l'épaisseur de la couche de support et de la couche de cuivre de chaque couche doit être symétrique. En prenant l'exemple des six couches, l'épaisseur des supports d'alimentation supérieurs GNd et inférieurs devrait correspondre à l'épaisseur du cuivre, tandis que l'épaisseur des supports GNd - L2 et L3 - Power devrait correspondre à l'épaisseur du cuivre. Pas de flexion lors du laminage.

(2) la couche de signal doit être étroitement couplée au plan de référence adjacent (c'est - à - dire que l'épaisseur du milieu entre la couche de signal et le revêtement de cuivre adjacent doit être très faible); Le pansement en cuivre de puissance et le pansement en cuivre de terre doivent être étroitement couplés.

(3) À très haute vitesse, des couches supplémentaires peuvent être ajoutées pour isoler la couche de signal, mais il est recommandé de ne pas isoler plusieurs couches de puissance, ce qui pourrait causer des interférences sonores inutiles.

(4) la distribution des couches de conception stratifiées typiques est indiquée dans le tableau ci - dessous.