PCB技術 - PCBインピーダンス制御の検討

速度が増すにつれて PCBボード シグナルスイッチング, 今日のPCB設計者はPCBトレースのインピーダンスを理解し制御する必要がある. 最新ディジタル回路の短い信号伝送時間とより高いクロックレートに対応する, PCBトレースはもはや単純な接続ではない, 伝送線路.

実際には、デジタル限界速度が1 nsを超えるか、またはアナログ周波数が300 MHzを超えると、トレースインピーダンスを制御する必要がある。PCBトレースの主要なパラメータの1つは、その特性インピーダンス（波が信号伝送線に沿って進むときの電流対電圧の比）である。プリント基板上のワイヤの特性インピーダンスは回路基板設計の重要な指標であり，特に高周波回路のpcb設計では，ワイヤの特性インピーダンスがデバイスまたは信号によって要求される特性インピーダンスと一致するかどうかを考慮する必要がある。インピーダンス制御とインピーダンス整合の2つの概念がある。インピーダンス制御と積層設計に焦点を当てた。

インピーダンス制御

eインピーダンス制御、回路基板の導体は、伝送速度を改善し、その周波数を増加させなければならないために、すべての種類の信号伝送を有する。したがって、高速回路基板上の導体のインピーダンス値は、「インピーダンス制御」と呼ばれるある範囲内で制御されるべきである。

PCBトレースのインピーダンスは、誘導性および容量性インダクタンス、抵抗および導電率によって決定される。PCB配線のインピーダンスに影響する主な要因は、銅線の幅、銅線の厚さ、媒体の比誘電率、媒体の厚さ、パッドの厚さ、接地線の経路、配線の配線などである。

実際には、PCB伝送ラインは、通常、トレース、1つ以上の基準層、及び絶縁材料からなる。トレースおよび層は、制御インピーダンスを形成する。PCBはしばしば多層であり、制御インピーダンスは様々な方法で構築することができる。しかしながら、どのような方法を使用しても、そのインピーダンス値は、絶縁材料の物理的構造および電気的特性によって決定される。

信号トレースの幅と厚さ

トレースのどちらかの側にあるコアまたはプレハブ材の高さ

トレースとプレートの設定

コア及びプリフィル材の絶縁定数

PCB伝送線は、2つの主要な形で来ます：マイクロストリップとストリップライン。

マイクロストリップ

マイクロストリップ線路は、一方の側に基準面を有するストリップ導体であり、上部及び側面は、絶縁抵抗Er回路基板の表面上において、電源又は接地を基準として空気（又は被覆）にさらされている。下記の通り。

絶縁層のプリプレグ／コア概念

pp（prepreg）はガラス繊維とエポキシ樹脂からなる一種の誘電体材料である。コアは実際にPP媒体のタイプです、しかし、PPがそうでない間、その2面は銅箔でおおわれています。多層基板を作る場合、コアとPPは通常使用され、PPはコアとコアの間に結合するために使用される。

PCB積層設計に注意を要する事項

反り問題

PCBの層設計は対称でなければならない。すなわち、各層の媒体層および銅層の厚さは対称でなければならない。例えば、6つの層を取ると、トップGNDとボトムパワー媒体の厚さは、銅の厚さと一致しなければならず、Gnd－L 2およびL 3パワー媒体の厚さは、銅の厚さと一致しなければならない。ラミネートするとき、これは反りません。

（2）信号層は、隣接する基準面（すなわち、信号層と隣接する銅被覆層との間の媒体厚さは非常に小さい）と緊密に結合されるべきであるパワー銅ドレッシングとグランド銅ドレッシングは緊密に結合する必要があります。

（3）非常に高速な場合には、余分な層を追加して信号層を分離することができるが、複数のパワー層を分離しないようにすることが推奨され、不要なノイズ干渉を引き起こすことがない。

（4）典型的な積層設計層の分布を以下の表に示す。