Technologie PCB - Relation entre l'impédance caractéristique et la plaque et le procédé

Relation entre l'impédance caractéristique et la plaque et le procédé

PCB Factory Edit: ligne microruban caractéristique de structure impédance Z0 formule de calcul: Z0 = 87 / R + 1.41ln5.98h / (0.8w + T)

Où: γ - constante diélectrique H - épaisseur diélectrique W - largeur du fil t - épaisseur du fil

Plus l'îlot de la carte est bas, plus il est facile d'augmenter la valeur Z0 du circuit PCB et de faire correspondre les valeurs d'impédance de sortie des composants à grande vitesse.

1. Impédance caractéristique Z0 inversement proportionnelle aux îlots de la plaque

Z0 augmente avec l'épaisseur du milieu. Ainsi, pour un circuit haute fréquence à Z0 strict, des exigences strictes sont imposées en ce qui concerne l'erreur d'épaisseur diélectrique du substrat revêtu de cuivre. En général, l'épaisseur du milieu ne doit pas varier de plus de 10%.

2. Effet de l'épaisseur du diélectrique sur l'impédance caractéristique Z0

Avec l'augmentation de la densité des traces, l'augmentation de l'épaisseur du milieu entraîne une augmentation des perturbations électromagnétiques. Ainsi, pour les lignes de transmission de signaux des lignes à haute fréquence et des lignes numériques à haut débit, l'épaisseur du support doit être réduite à mesure que la densité de câblage des conducteurs augmente, afin d'éliminer ou de réduire le bruit ou la diaphonie dus aux perturbations électromagnétiques, ou de réduire fortement les îlots. L'île du substrat.

La formule est calculée à partir de l'impédance caractéristique Z0 de la structure de la ligne microruban: Z0 = 87 / R + 1.41ln5.98h / (0.8w + T)

L'épaisseur de la Feuille de cuivre (t) est un facteur important qui affecte Z0. Plus l'épaisseur du fil est grande, plus le Z0 est petit. Mais sa gamme de variations est relativement faible.

3. Effet de l'épaisseur de la Feuille de cuivre sur l'impédance caractéristique Z0

Plus l'épaisseur de la Feuille de cuivre est mince, plus la valeur de Z0 peut être obtenue, mais la variation de son épaisseur contribue peu à Z0.

La contribution d'une feuille de cuivre mince à Z0 n'est pas aussi précise que la contribution d'une feuille de cuivre mince à l'amélioration ou au contrôle de la fabrication de fils fins de Z0.

Selon la formule:

Z0 = 87 / R + 1,41 pouces 5,98h / (0,8w + T)

Plus la largeur de ligne W est faible, plus Z0 est grand; Réduire la largeur du fil permet d'augmenter l'impédance caractéristique.

Les changements de largeur de ligne ont un effet beaucoup plus prononcé sur Z0 que les changements de largeur de ligne.

4. Influence de la largeur du fil sur l'impédance caractéristique Z0

Z0 augmente rapidement avec le rétrécissement de la largeur de ligne W. Par conséquent, pour contrôler Z0, la largeur de ligne doit être strictement contrôlée. Actuellement, la plupart des circuits haute fréquence et des circuits numériques haute vitesse ont une largeur de ligne de transmission de signal W de 0,10 ou 0,13 mm. Traditionnellement, l'écart de contrôle de largeur de ligne est de ± 20%. Les conducteurs de PCB (longueur de fil < 1 / 7 de la longueur d'onde du signal) pour les produits électroniques traditionnels qui ne sont pas des lignes de transmission peuvent répondre aux exigences, mais pour les lignes de transmission de signal contrôlées par Z0, l'écart de largeur de fil de PCB de ± 20% n'est plus satisfaisant. Parce que l'erreur Z0 à ce moment - là a dépassé ± 10%.

Voici un exemple:

Les lignes microruban PCB ont une largeur de 100 angströms, une épaisseur de ligne de 20 angströms et une épaisseur de diélectrique de 100 angströms. Supposons que l'épaisseur de cuivre du PCB fini soit uniforme, alors si la largeur de ligne varie de ± 20%, Z0 peut - il être à ± 10%?

Solution: selon la formule

Z0 = 87 / R + 1,41 pouces 5,98h / (0,8w + T)

Au lieu de: largeur de ligne W0 = 100 angströms, W1 = 80 angströms, W2 = 120 angströms, épaisseur de ligne T = 20 angströms, épaisseur de diélectrique h = 100 angströms, alors: z01 / z02 = 1,20

Ainsi, Z0 est seulement ± 10% et ne peut pas atteindre < ± 10%.

Pour atteindre l'impédance caractéristique Z0 < ±10%, l'écart de largeur de ligne doit être encore réduit et doit être très inférieur à ±20%.

De même, pour contrôler Z0 ± 5%, une tolérance de largeur de fil de ± 10% doit être contrôlée.

Il n'est donc pas difficile de comprendre pourquoi les PCB PTFE et certains PCB fr - 4 nécessitent une largeur de ligne de ± 0,02 mm en raison de la valeur de l'impédance caractéristique de contrôle Z0.