Technologie PCB - Contrôle d'impédance des circuits imprimés

Sans contrôle d'impédance, il y aura une réflexion considérable du signal et une distorsion du signal, ce qui entraînera l'échec de la conception. Les signaux courants tels que bus PCI, bus PCI - E, USB, Ethernet, mémoire DDR, signaux LVDS, etc., nécessitent un contrôle d'impédance. Le contrôle d'impédance doit finalement être réalisé par la conception de PCB, ce qui impose des exigences plus élevées pour le processus de carte PCB. L'impédance des traces est contrôlée en fonction des exigences d'intégrité du signal après communication avec l'usine de PCB, en combinaison avec l'utilisation du logiciel EDA.

Différentes méthodes de câblage peuvent être calculées pour obtenir les valeurs d'impédance correspondantes.

1. Ligne microruban

Il se compose d'un fil ruban et d'une masse avec un diélectrique au milieu. Si la permittivité diélectrique du diélectrique, la largeur de la ligne et la distance au plan du sol sont contrôlables, son impédance caractéristique est également contrôlable et sa précision sera de ± 5%.

2. Stripes

La ligne ruban est une bande de cuivre placée au milieu du diélectrique entre deux plans conducteurs. Si l'épaisseur et la largeur de la ligne, la constante diélectrique du milieu et la distance entre les deux plans de masse sont contrôlables, l'impédance caractéristique de la ligne est également contrôlable et la précision est de l'ordre de 10%.

Structure laminée

3. Paramètres PCB

Différentes usines de PCB diffèrent légèrement en termes de paramètres de PCB. Grâce à la communication avec le support technique de l'usine de cartes, certaines données de paramètres de l'usine peuvent être obtenues:

Feuille de cuivre de couche supérieure: il existe trois épaisseurs de matériau de feuille de cuivre de couche supérieure disponibles: 12um, 18um et 35um. Les épaisseurs finales après usinage sont de l'ordre de 44 µm, 50 µm et 67 µm.

Carte de base: notre carte commune est s1141a, Standard FR - 4, deux pains de cuivre, les spécifications disponibles peuvent être déterminées en contactant le fabricant de PCB.

4. Structure du panneau multicouche

Pour bien contrôler l'impédance d'un PCB, nous devons d'abord comprendre la structure du PCB: généralement, ce que nous appelons un panneau multicouche est stratifié à partir d'un panneau de noyau et d'un préimprégné. Le panneau de noyau est un dur et spécial. Deux feuilles épaisses de cuivre sont le matériau de base qui constitue la plaque d'impression. L'ébauche préimprégnée constitue une couche dite mouillante jouant le rôle de plaque de coeur adhésive. Bien qu'il ait également une certaine épaisseur initiale, son épaisseur change pendant le pressage. Bainennet, une filiale du Groupe Qin Jing, est la principale plate - forme de services de l'industrie électronique du pays. Il fournit des composants en ligne, l'achat de capteurs, la personnalisation de PCB, la distribution Bom, la sélection de matériaux et d'autres solutions complètes pour la chaîne d'approvisionnement de l'industrie électronique, un guichet unique pour répondre aux besoins globaux des petits et moyens clients de l'industrie électronique.

En général, les deux couches diélectriques les plus externes de la plaque multicouche sont des couches mouillantes et une couche de feuille de cuivre séparée est utilisée comme feuille de cuivre externe à l'extérieur des deux couches. Les spécifications d'épaisseur d'origine de la Feuille de cuivre externe et interne sont généralement 0,5 OZ, 1oz, 2oz (1oz est d'environ 35 µm ou 1,4 mil), mais après une série de traitements de surface, l'épaisseur finale de la Feuille de cuivre externe est moyenne. La Feuille de cuivre interne est une couche de revêtement de cuivre de part et d'autre de la plaque de coeur, dont l'épaisseur finale est très faible par rapport à l'épaisseur d'origine, mais généralement réduite de quelques µm en raison de la gravure.

La couche la plus externe du panneau multicouche est la couche de soudure par résistance, ce que nous appelons souvent « huile verte». Bien sûr, il peut également être jaune ou d'une autre couleur. L'épaisseur du masque de soudure n'est généralement pas facile à déterminer avec précision. Les zones sans feuille de cuivre sur la surface sont légèrement plus épaisses que les zones avec feuille de cuivre. Cependant, la Feuille de cuivre apparaît encore plus importante en raison de son épaisseur insuffisante. Lorsque nous l'utilisons, vous pouvez le sentir lorsque vos doigts touchent la surface de la carte de circuit imprimé.

Lors de la fabrication de plaques d'impression d'une certaine épaisseur, d'une part, il est nécessaire de choisir rationnellement les paramètres des différents matériaux. D'autre part, l'épaisseur de formage finale de l'ébauche préimprégnée sera inférieure à l'épaisseur initiale. Ci - dessous, un typique 6 étages

5. Film Semi - durci

Les spécifications (épaisseur originale) sont 7628 (0185 mm), 2116 (0105 mm), 1080 (0075 mm), 3313 (0095 mm). L'épaisseur réelle après pressage est généralement inférieure de 10 à 15 µm à la valeur originale. Un maximum de 3 préimprégnés peut être utilisé pour une même couche de mouillage et l'épaisseur des 3 préimprégnés ne peut pas être la même. Au moins un préimprégné peut être utilisé, mais certains fabricants en exigent au moins deux. Si l'épaisseur du préimprégné n'est pas suffisante, on peut graver la Feuille de cuivre de part et d'autre de la plaque de coeur, puis utiliser le préimprégné pour coller sur les deux côtés, ce qui permet d'obtenir une couche mouillée plus épaisse.

Film de soudure d'arrêt: l'épaisseur du film de soudure d'arrêt sur la Feuille de cuivre est c2â 8 - 10um, l'épaisseur C1 du film de soudure d'arrêt de surface sans feuille de cuivre varie en fonction de l'épaisseur du cuivre de surface. C1â13 - 15µm lorsque l'épaisseur du cuivre de surface est de 45µm et câ17 - 18µm lorsque l'épaisseur du cuivre de surface est de 70µm.

Section transversale du fil: Nous penserions que la section transversale du fil est rectangulaire, mais en réalité trapézoïdale. En prenant l'exemple de la couche supérieure, lorsque l'épaisseur de la Feuille de cuivre est de 1 OZ, la base supérieure du trapèze est plus courte de 1 Mil que la base inférieure. Par exemple, la largeur de ligne est de 5 Mil, alors la partie supérieure inférieure est d'environ 4 Mil et la partie inférieure inférieure est de 5 mil. La différence entre la base supérieure et la base inférieure est liée à l'épaisseur du cuivre. Le tableau suivant montre la relation entre la base supérieure et la base inférieure du trapèze dans différentes conditions.

Constante diélectrique: la constante diélectrique de l'ébauche préimprégnée est liée à l'épaisseur

La constante diélectrique du circuit imprimé est liée au matériau résineux utilisé. La constante diélectrique de la plaque fr4 est de 4,2 - 4,7 et diminue avec l'augmentation de la fréquence.

Facteur de perte diélectrique: l'énergie consommée par la chaleur produite par un matériau diélectrique sous l'effet d'un champ électrique alternatif est appelée perte diélectrique et est généralement exprimée par le facteur de perte diélectrique Tan Island. La valeur typique de s1141a est 0015. La largeur de ligne minimale et l'espacement des lignes peuvent être garantis pour le traitement: 4mil / 4mil.

Exigences relatives aux traces de PCB différentielles

(1) déterminer le mode de câblage, les paramètres et le calcul d'impédance. Le routage par paires différentielles est divisé en mode différentiel ligne microruban externe et mode différentiel ligne ruban interne. Avec un réglage raisonnable des paramètres, l'impédance peut être calculée à l'aide d'un logiciel de calcul d'impédance associé tel que polar - si9000 ou d'une formule de calcul d'impédance.

(2) prenez des lignes parallèles équidistantes. Déterminez la largeur et l'espacement des traces. Lors du câblage des traces, le câblage est effectué strictement selon la largeur et l'espacement calculés des lignes. L'espacement entre les deux traces doit toujours être constant, c'est - à - dire qu'elles doivent être parallèles. Il y a deux façons parallèles: l'une est où deux fils fonctionnent côte à côte et l'autre est où deux fils fonctionnent en dessous. D'une manière générale, on essaie d'éviter d'utiliser ce dernier signal différentiel inter - couches car, dans le traitement pratique d'une carte PCB, la précision d'alignement des empilements entre les empilements est bien inférieure à la précision de gravure de cette même couche et les pertes de milieu au cours de l'empilement ne peuvent pas être utilisées. Assurez - vous que la distance entre les lignes différentielles est égale à l'épaisseur du diélectrique inter - couches, ce qui entraînera une variation de l'impédance différentielle des paires différentielles inter - couches. Il est recommandé d'utiliser autant de différences dans la même couche que possible.