PCB技術 - PCB基板特性インピーダンスとは何か

抵抗

交流電流が導体を流れるとき，抵抗はインピーダンスと呼ばれ，zに相当し，単位はξである。

このときの抵抗は直流電流とは異なる。抵抗の抵抗に加えて，誘導リアクタンス（xl）と容量性リアクタンス（xc）の抵抗問題がある。

直流の抵抗を区別するために交流による抵抗をインピーダンス（z）と呼ぶ。

Z = 1 / 2

インピーダンス（z）

近年、ICインテグレーションの向上と応用に伴い、信号伝送周波数や速度が高くなってきている。したがって、信号伝送（送信）がある値に達すると、PCBワイヤ自体の影響を受け、伝送信号の重大な歪みまたは完全な損失が生じる。これは、PCBワイヤを流れる「もの」は電流ではなく、方形波信号またはエネルギーのパルスの伝送であることを示している。

（3）特性インピーダンス制御（Z 0）

上記「信号」伝送の抵抗は、「特性インピーダンス」とも言われる。

このため，pcb配線上の“on”，“off”，“short circuit”の問題を解決するだけでなく，ワイヤの特性インピーダンスを制御することはできない。すなわち、高速伝送及び高周波信号伝送用の伝送線路の品質は伝送線の伝送品質よりもはるかに厳しい。それはもはや“オープン/ショート回路”テストパス、またはノッチ、burr線幅の20 %を超えていません。特性インピーダンス値を測定する必要があり、インピーダンスは許容範囲内で制御されなければならない。そうでなければ、それは廃棄されるだけであり、再加工することはできない。

なぜPCB characteristic impedance be controlled

（1）電子機器（コンピュータ、通信機）が動作している場合、ドライバが送信した信号は、PCB伝送路を介して受信機に到達する。プリント回路基板の信号線に信号が伝達されると、特性インピーダンス値Z 0は、ヘッド及びテール成分の「電子インピーダンス」と一致しなければならず、信号中のエネルギーは完全に伝達される。

プリント回路基板の品質が悪く、Z 0が許容範囲を超えると、送信された信号は、反射、分散、減衰、遅延などの問題を生じる。深刻な場合には、間違った信号が送信され、コンピュータがクラッシュします。

pcb基板の厳選と製造工程の管理、多層基板上のZ 0は、顧客が要求する仕様を満たすことができる。電子インピーダンスが高いほど、伝送速度が速くなる。したがって、一致するコンポーネントの要件を満たすために、PCBのZ 0を改善しなければなりません。Z 0が修飾されるときだけ、それは高速であるか高周波信号によって、必要な修飾された製品とみなされることができます。

PCBとPCB材料の特性インピーダンスZOとPCBプロセスの関係

PCBマイクロストリップ線路構造の特性インピーダンスZ 0の式Z 0＝87／R＋1.41 Ln 598 H /( 0.8 W + T )

ここで、誘電率H誘電体厚さw－導体幅T－導体厚さ

板の下側のR, それは簡単にZ 0の値を増加させることですPCB回路と高速成分の出力インピーダンス値との整合.

特性インピーダンスZ 0は、プレートのアンナRに反比例する

z 0は媒体厚さの増加と共に増加する。したがって、Z 0の厳しい高周波回路では、銅張積層基板の媒体厚さの誤差が厳しく要求される。一般に、膜厚の変化は10 %を超えてはならない。

特性インピーダンスZ 0に及ぼす誘電体厚さの影響

線密度の増加に伴い，媒体厚さの増加は電磁干渉の増加を引き起こす。このため、導体配線密度の増加に伴って、媒体の厚さを薄くして、電磁干渉による迷走信号や漏話を除去したり低減したり、低ΔR基板を選択するために、SNR Rを小さくする必要がある。

マイクロストリップ線路構造の特性インピーダンスZ 0により、式はZ 0＝87／R＋1.41 ln 5である。98 H /( 0.8 W + T )

銅箔（t）の厚さはz 0に影響する重要な因子である。線厚が大きいほどz 0は小さくなる。しかし、変化の範囲は比較的小さい。

特性インピーダンスZ 0に及ぼす銅箔厚さの影響

銅箔の厚さが薄くなるほど、高いZ 0値が得られるが、厚みの変化はZ 0にほとんど寄与しない。

z 0への薄い銅箔の寄与は，細線を製造する際に薄い銅箔よりも優れている。

式によると

Z 0 = 87 / r + 1.41 ln 5。98 H /潜水1 / 3インチ0.8 W + T

線幅Wが小さいほど、Z 0が大きくなるワイヤ幅を小さくすることにより、特性インピーダンスを改善することができる。

線幅変化がz 0に与える影響は線厚のそれよりはるかに明白である。

特性インピーダンスZ 0に及ぼす導体幅の影響

Z 0は線幅Wの狭小化に伴って急激に増加するため、Z 0を制御するためにはライン幅を厳密に制御しなければならない。現在、最も高周波線と高速デジタル線の信号伝送線幅Wは0.10または0.13 mmである。従来、線幅制御偏差は±±20 %であった。伝送線路のない従来の電子製品では，pcb線（線長「信号波長の1／7」）は要求を満たすことができるが，z 0制御による信号伝送線路では，pcb線幅のずれは±±20 %であり，要求を満たすことができない。z 0の誤差は10±10 %以上である。

PCB 特性インピーダンス制御 PCBプロセス制御

PCBフィルム製造管理及び検査

恒温温湿度室（21±±2°C，55 %±5 %），防塵，線幅補償

PCBパネル設計

パネルの縁は狭すぎてはならず、コーティングは均一でなければならず、メッキをプラスした正極を使用して電流を分散させる必要がある

標準サンプル（クーポン）はZ 0をテストするために設計されました。

PCBエッチング

厳密なプロセスパラメータ、サイド腐食を減らし、最初の検査を行う

ワイヤーエッジで残留銅、銅スラグ、銅スクラップを減らす

線幅をチェックして、それを必要な範囲内で制御してください。

PCB aoi試験

2GHz高速信号では、ギャップが0.05 mmであっても、廃棄されなければならないキーは、内側の層の線幅と欠陥を制御することです。

PCBラミネーション

真空ラミネーターは、圧力を減らし、接着剤の流れを減少させ、より樹脂を維持しようとします。制御ラミネーション厚さ許容度板厚は均一ではないので、媒体厚変化がZ 0に影響することを意味する。

セレクト基板

厳密には、プレートタイプのブランキングの顧客要件に応じて。間違ったモデル、間違ったChrades R、間違った板厚、正しいPCB製造プロセス、同じスクラップ。Z 0はCount - R . Rに大きく影響されるので。

PCBはんだマスク

理論的には、抵抗溶接の厚さはあまり厚くなければならないが、実際にはその影響はあまり大きくない。銅導体の表面は空気に曝される（R＝1）。しかし，抵抗0 . 5の抵抗rは0 . 4であり，空気のそれよりもはるかに高いので，z 0の値は溶接抵抗後1〜3当り減少する。

水の吸水PCB

完成した多層基板は水分の吸収を避ける必要がある。

PCBの特性インピーダンスに影響する誘電体の厚さであり、続いて誘電率、ワイヤ幅およびワイヤ厚が続く。基板を選択した場合は、R・Hの変化は小さく、Tは制御が容易であるが、ライン幅Wを10±10 %以内で制御することは困難である。また、線幅の問題は、ワイヤ上のピンホール、ノッチおよび窪みを含む。ある意味で、Z 0を制御する効果的かつ重要な方法は、PCBライン幅を制御し調整することです。