Technologie PCB - Conception détaillée d'impédance PCB

1 Introduction

Avec le développement de la science et de la technologie, en particulier les progrès des matériaux de circuits intégrés, la vitesse de calcul a considérablement augmenté et les circuits intégrés ont été poussés vers des densités élevées, de petites tailles et des composants individuels. Tout cela conduit à la réponse à haute fréquence des cartes de circuits imprimés d'aujourd'hui et de demain. L'utilisation de circuits numériques à grande vitesse implique de contrôler l'impédance, la faible distorsion, les faibles perturbations et la faible diaphonie de la ligne et d'éliminer les interférences électromagnétiques EMI. La conception d'impédance devient de plus en plus importante dans la conception de PCB. En tant que partie frontale de l'extrémité avant de fabrication de PCB, il est responsable du calcul de simulation de l'impédance et de la conception des bandes d'impédance. Les exigences des clients en matière de contrôle d'impédance sont de plus en plus élevées et le nombre de contrôles d'impédance augmente. Comment concevoir l'impédance rapidement et précisément est une préoccupation majeure pour les pré - systèmes.

2. Les principaux types d'impédance et leurs facteurs d'influence

Définition de l'impédance (Zo): la résistance totale du courant alternatif qui la traverse à une fréquence connue est appelée impédance (Zo). Pour une carte de circuit imprimé, il s'agit de l'impédance totale d'une certaine couche de circuit (couche de signal) avec son plan de référence le plus proche, sous un signal haute fréquence.

2.1 type d'impédance:

(1) impédance caractéristique. Dans les produits d'information électroniques tels que les ordinateurs et les communications sans fil, l'énergie transmise dans un circuit PCB est un signal à ondes carrées (appelé impulsion) composé de tension et de temps. La résistance rencontrée est appelée impédance caractéristique.

(2) impédance différentielle – deux formes d’onde de signal identiques de polarités opposées sont entrées à l’extrémité de commande, transmises respectivement par deux lignes différentielles, et les deux signaux différentiels sont soustraits à l’extrémité de réception. L'impédance différentielle est l'impédance zdiff entre deux fils.

(3) impédance de mode impair la valeur d'impédance de l'une des deux lignes à la masse est la même que la valeur d'impédance des deux lignes.

(4) impédance de mode pair deux formes d'onde de signal identiques avec la même polarité à l'entrée du pilote, et impédance zcom lorsque les deux fils sont connectés ensemble.

(5) impédance de mode commun l'impédance Zoe de l'un des deux fils à la masse, les impédances des deux fils ont la même valeur, généralement supérieure à l'impédance de mode impair.

Parmi eux, l'impédance caractéristique et l'impédance différentielle sont des impédances communes, et les modes commun et impair sont rares.

2.2 facteurs influençant l'impédance:

W - Largeur de ligne / ligne à Ligne largeur augmente, l'impédance diminue, la distance augmente, l'impédance augmente;

H - - - - l'épaisseur d'isolation augmente, l'impédance augmente;

T - Épaisseur de cuivre - l'épaisseur de cuivre augmente, l'impédance diminue;

H1 - l'épaisseur d'huile verte augmente et l'impédance diminue;

Er ----- augmentation de la valeur de la couche de référence de permittivité DK et diminution de l'impédance;

Bords de morsure - - - W1 - W bords de morsure augmentent, l'impédance devient plus grande.

3, automatisation du calcul d'impédance

Si8000 est un nouveau logiciel de calculateur de résolution d'effets de champ normal aux éléments limites basé sur l'interface utilisateur facile à utiliser des systèmes de conception d'impédance polaire antérieurs que nous connaissons bien. Le logiciel contient divers modules d'impédance. Le personnel peut calculer les résultats d'impédance en sélectionnant un module spécifique, en entrant des données pertinentes telles que la largeur de ligne, l'espacement des lignes, l'épaisseur de l'intercalaire, l'épaisseur du cuivre, la valeur er, etc. Le nombre de contrôles d'impédance de PCB peut être aussi petit que 4 ou 5 groupes, autant que des dizaines de groupes. Chaque groupe a une largeur de ligne de contrôle différente, épaisseur inter - couche, épaisseur de cuivre, etc. si vous vérifiez les données une par une, puis entrez manuellement le calcul des paramètres pertinents, cela prend beaucoup de temps et est sujet aux erreurs.

4, générer automatiquement la barre d'impédance

Si le client ne conçoit pas la barre d'impédance lui - même, nous devons concevoir la barre d'impédance nous - mêmes et la placer sur le bord ou le bord cassé de la plaque (généralement, la barre d'impédance est placée sur le bord cassé et nécessite le consentement du client). Le fabricant de la carte a conçu une bande d'impédance sur le côté de la carte qui répond à toutes les caractéristiques et paramètres du contrôle d'impédance du client. En testant la valeur d'impédance de la barre d'impédance, il est reflété que la carte répond aux exigences de contrôle d'impédance du client. Pour tester correctement les valeurs d'impédance dans la carte, la clé réside dans la conception de la barre d'impédance.

La méthode générale de conception de la barre d'impédance de l'usine de PCB est la suivante: les ingénieurs mi remplissent le tableau de fixation d'impédance en fonction des résultats d'impédance calculés, tels que la valeur d'impédance, la couche de référence, la largeur de ligne de contrôle, les trous de test, les propriétés de la couche de référence (membrane positive et négative), etc.

Les ingénieurs Cam fabriquent ensuite les barres d'impédance manuellement à partir des tables d'impédance fournies par mi ou saisissent les données d'impédance pertinentes via script et exécutent les barres d'impédance à l'aide du programme. Dans des circonstances normales, nous concevons une barre d'impédance pour une valeur d'impédance et la fabrication d'une barre d'impédance prend généralement environ 10 minutes. Le remplissage manuel répété des données prend beaucoup de temps et est sujet aux erreurs.

Incoupon utilise une architecture de développement intégrée qui permet de détecter la position idéale de perçage entre les couches au niveau du produit semi - fini, ce qui permet aux opérations de perçage des couches de cartes existantes d'être parfaitement alignées avec les couches de circuits coupon et intègre une cam complète. Des circuits de coupons, des structures de développement et des tables semi - finies pour la mesure d'impédance ont été réalisés en utilisant des techniques d'ingénierie qui permettent de trouver la meilleure capacité d'interconnexion au niveau des coupons et de remplacer les calculs complexes et manuels par un assistant d'exploitation intelligent qui peut le faire automatiquement en quelques secondes. Calculer un circuit de mesure fiable coupon rend la conception du coupon une tâche simple et standard.

5. Résumé

Les PCB sont de plus en plus compétitifs, les délais de livraison des échantillons sont de plus en plus courts et la conception d'impédance représente une grande partie des travaux de pré - production. Comment réduire le temps de production d'impédance pour que l'adaptation d'impédance corresponde aux exigences du client est une question à prendre en compte. L'apparition d'inplan et d'incoupon a fourni une bonne aide pour la conception d'impédance. Bien sûr, les règles de calcul d'impédance, les méthodes de mise en page et les dimensions propres à chaque fabricant de carte PCB varieront. Le système inplan a besoin d'une personne dédiée pour le développement et la maintenance afin de vraiment remplir ses fonctions. Mais je crois que l'automatisation de la conception d'impédance deviendra de plus en plus populaire dans la production de première ligne.