Technologie PCB - Méthode de calcul d'impédance PCB

La conception d'empilement de PCB et le calcul d'impédance de PCB sont les premières étapes du processus de conception de PCB à grande vitesse. Les méthodes de calcul d'impédance de PCB sont très matures, de sorte que les différences entre les calculs de différents logiciels de PCB sont très faibles. Cet ipcber utilise si9000 comme exemple.

Les calculs d'impédance de PCB sont relativement fastidieux, mais nous pouvons résumer certaines valeurs empiriques pour aider à améliorer l'efficacité des calculs. Pour les lignes microruban PCB fr4, 50 ohms couramment utilisées, la largeur de ligne est généralement égale à 2 fois l'épaisseur du support; La largeur de ligne d'une ligne de ruban de 50 ohms est égale à la moitié de l'épaisseur totale du média entre les deux plans, ce qui peut nous aider à verrouiller rapidement la gamme de largeur de ligne de PCB. Notez que la largeur de ligne PCB calculée est généralement inférieure à cette valeur.

En plus d'améliorer l'efficacité des calculs, nous devons également améliorer les calculs de PCB. Rencontrez - vous souvent des situations où votre propre impédance de PCB calculée ne correspond pas à votre usine de PCB? Certains diront que cela n'a rien à voir avec cela, Laissez l'usine de PCB s'ajuster directement. Mais y aura - t - il des usines de PCB qui ne peuvent pas ajuster, vous permettant de relâcher le contrôle de l'impédance des PCB? Est - il préférable de bien faire le produit ou tout est sous votre propre contrôle.

Lors de la conception d'un calcul d'impédance PCB empilé, les points suivants sont proposés pour votre référence:

1. La largeur de ligne de PCB est de préférence large, pas mince. Ça veut dire quoi? Parce que nous savons qu'il y a des limites à la finesse et qu'il n'y a pas de limites à la largeur lors de la fabrication de PCB. Si vous réduisez la largeur de ligne d'un PCB pour ajuster son impédance, cela augmente les coûts ou relâche le contrôle de l'impédance du PCB. La largeur relative dans le calcul signifie donc que l'impédance cible est légèrement inférieure. Par example, l'impédance d'une seule ligne est de 50 ohms. Nous pouvons compter jusqu'à 49 ohms et essayer de ne pas compter jusqu'à 51 ohms.

2. C’est une tendance générale. Dans notre conception, il peut y avoir plusieurs cibles de contrôle d'impédance de PCB, de sorte que l'impédance totale de PCB doit être supérieure ou inférieure à 100 ohms et 90 ohms.

3. Le taux de cuivre résiduel et le débit de colle sont pris en compte. Lorsque l'un ou les deux côtés de l'ébauche préimprégnée sont gravés par un circuit PCB, la colle remplit l'espace gravé pendant le pressage, ce qui réduit le temps d'épaisseur de collage entre les deux couches. Plus le taux de cuivre résiduel est faible, plus il est rempli et moins il reste de cuivre. Par conséquent, si l'épaisseur du préimprégné à deux couches dont vous avez besoin est de 5 Mil, choisissez un préimprégné légèrement plus épais en fonction du taux de cuivre résiduel.

4. Spécifiez la teneur en tissu de verre et en colle. Les ingénieurs qui ont vu la fiche technique du PCB savent tous que le coefficient diélectrique de la toile de verre, de la plaquette semi - durcie ou du panneau de coeur avec différentes teneurs en colle est différent. Même si sa hauteur est presque la même, il peut être une différence de 3,5 et 4. Cette différence peut entraîner une variation de l'impédance d'une seule ligne de l'ordre de 3 ohms. De plus, l'effet de la fibre de verre est étroitement lié à la taille des fenêtres en tissu de verre. Si vous êtes conçu pour des vitesses de 10 Gbit / s ou plus et que votre empilage n'a pas de matériau spécifié et que l'usine de cartes utilise une feuille de matériau PCB 1080, il peut y avoir un problème d'intégrité du signal.

Bien sûr, le taux de cuivre résiduel et le calcul du débit de colle sont inexacts, le coefficient diélectrique du nouveau matériau PCB est parfois incompatible avec les valeurs nominales, certaines usines de tissu de verre PCB ne préparent pas le matériau, etc., ce qui peut entraîner la conception du laminage ne peut pas être réalisé ou le délai de livraison est retardé. Comment Au début de la conception, Laissez l'usine de tôles concevoir un empilage en fonction de nos exigences et de leur expérience, afin d'obtenir un empilage idéal et réalisable avec plus de quelques tours d'itérations.

La dernière fois, nous avons parlé de certains des « Arts du compromis» entre le calcul d'impédance de PCB et la planification de processus, principalement dans le but d'atteindre le contrôle d'impédance de PCB, mais aussi d'assurer la commodité du traitement de processus et de minimiser le coût du traitement de PCB. Ensuite, nous discuterons du processus spécifique de calcul de l'impédance du PCB en utilisant si9000.

Comment calculer l'impédance PCB

Pour le calcul d'impédance PCB, la configuration de la pile est une condition préalable. Tout d'abord, vous devez d'abord définir les informations d'empilement spécifiques du placage. Voici les informations d'empilement de PCB pour les PCB courants à huit couches. Prenez cet exemple et Découvrez quelques considérations sur le calcul de l'impédance PCB.

Calculer l'impédance PCB

Pour les lignes de signal, la mise en oeuvre sur la plaque peut être divisée en lignes microruban et en lignes ruban. La différence entre les deux rend la structure du calcul d'impédance incohérente. Deux situations communes de calcul d'impédance PCB sont discutées ci - dessous.

A. ligne microruban PCB

La ligne microruban PCB se caractérise par une seule couche de référence recouverte d'huile verte. Voici les paramètres spécifiques pour la ligne unique (50 îles) et la ligne différentielle (100 îles).

Considérations de conception d'impédance PCB:

1. H1 est l'épaisseur du milieu de la couche superficielle à la couche de référence, à l'exclusion de l'épaisseur du cuivre de la couche de référence;

2. C1, C2 et C3 sont les épaisseurs de l'huile brute. En général, l'épaisseur de l'huile verte est d'environ 0,5 mil ~ 1 Mil, il est donc bon de conserver les valeurs par défaut. L'épaisseur a une légère influence sur l'impédance. C'est aussi la raison pour laquelle la sérigraphie ne doit pas être placée sur la ligne d'impédance autant que possible lors du traitement du texte.

3. L'épaisseur de T1 est généralement l'épaisseur du cuivre de surface plus le placage, 1,8 mil est le résultat de 0,5 OZ + placage.

4. En général, W1 est la largeur des lignes sur la planche. Puisque la ligne traitée est trapézoïdale, W2

B. stries

Le Ruban est un fil situé entre deux plans de référence. Voici les paramètres spécifiques pour la ligne unique (50 îles) et la ligne différentielle (100 îles).

Précautions:

1.h1 est l'épaisseur du coeur entre le conducteur et la couche de référence et H2 est l'épaisseur du PP entre le conducteur et la couche de référence (en considérant l'écoulement du PP); Comme le montre la figure 1, si la ligne d'impédance est dans la couche art03, H1 est l'épaisseur du diélectrique entre gnd02 et art03 et H2 est l'épaisseur du diélectrique entre gnd04 et art03 plus l'épaisseur du cuivre.

2. Lorsque le diélectrique entre er1 et er2 est différent, la constante diélectrique correspondante peut être remplie.

3, l'épaisseur de T1 est généralement l'épaisseur de la couche interne de cuivre; Lorsque le placage est un panneau HDI, vous devez faire attention si la couche interne est plaquée.

Voici comment les lignes d'impédance PCB communes sont calculées. Cependant, en raison de la faible épaisseur de la plaque, les paramètres spécifiques de la ligne d'impédance PCB ne peuvent pas être calculés à l'aide de la méthode décrite ci - dessus. À ce stade, l'impédance coplanaire du PCB doit être prise en compte, comme le montre la figure suivante:

Précautions:

1.h1 est l'épaisseur du milieu entre le conducteur et la couche de référence proche.

2. G1 et G2 sont les largeurs de la terre concomitante. En général, plus c'est grand, mieux c'est.

3.d1 est la distance au sol adjacent.

Question: après avoir appris le calcul de base de l'impédance PCB, quels facteurs sont liés à l'impédance PCB des lignes de signal sur une carte unique et quelle est leur relation (proportionnelle ou inversement proportionnelle)?