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PCB 블로그 - PCB 보드 임피던스에 영향을 미치는 요인 및 대책

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PCB 보드 임피던스에 영향을 미치는 요인 및 대책

2022-06-08
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Author:pcb

전자 산업의 연간 성장률은 20% 를 넘을 것이며 PCB 보드 산업도 전체 전자 산업의 추세에 따라 성장할 것입니다.그리고 20% 가 넘는 성장률.세계 전자 산업의 기술 혁명과 산업 구조 변화는 인쇄 회로의 발전에 새로운 기회와 도전을 가져왔다.인쇄회로는 전자 설비의 소형화, 디지털화, 고주파화와 다기능화에 따라 발전한다.전자 장비의 전기 상호 연결인 PCB의 금속선으로서, 이것은 단지 전류 여부의 문제만이 아니다.대신 신호 전송선 역할을 합니다.즉, PCB의 전기 테스트는 고주파 신호와 고속 디지털 신호를 전송하는 데 사용됩니다.회로 (또는 네트워크) 의 연결, 분리 및 단락이 요구 사항에 부합하는지 뿐만 아니라 특성 임피던스 값이 규정된 적격 범위 내에 있는지 측정합니다.이 두 방향이 모두 합격되어야만 인쇄판이 요구에 부합된다.인쇄회로기판이 제공하는 회로성능은 반드시 신호전송과정에서 반사를 방지하고 신호의 완전성을 유지하며 전송손실을 낮추고 정합저항의 역할을 발휘해야만 완전하고 믿음직하며 교란이 없고 소음이 없는 전송신호를 얻을수 있다.본고는 실천에서 자주 사용하는 표면 마이크로밴드 구조 다층판의 특성 임피던스 제어 문제를 토론하였다.

PCB 보드

1. 표면 마이크로밴드 선 및 특성 임피던스

표면 미대선의 특성 저항이 비교적 높아 실천에서 광범위하게 응용되었다.그것의 바깥쪽은 임피던스 제어 가능한 신호선 표면이며, 절연 재료를 통해 인접한 참조 표면과 분리된다.

표면 마이크로밴드 구조의 경우 특성 임피던스를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

Z0 = 87/평방 피트 (섬 +1.41)A [(5.98h)/(0.8w+t)]

Z0: 인쇄 컨덕터의 특성 임피던스:

절연 재료의 개전 상수:

h: 인쇄 컨덕터와 참조 평면 사이의 미디어 두께:

w: 인쇄된 와이어의 너비:

t: 인쇄 도선의 두께.


2. 재료의 개전 상수와 그 영향

재료의 개전 상수는 재료의 제조업체가 1MHz 주파수에서 측정하여 결정합니다.제조업체마다 동일한 재료가 생산되는 것은 수지 함량에 따라 다릅니다.에폭시 유리포의 경우 개전 상수와 주파수 변화의 관계를 연구했다.개전 상수는 주파수가 증가함에 따라 낮아지기 때문에 실제 응용에서 재료의 개전 상수는 작업 주파수에 따라 확정해야 한다.일반적으로 평균을 사용하여 요구 사항을 충족할 수 있으며 개전 재료에서 신호의 전송 속도는 개전 상수가 증가함에 따라 감소합니다.따라서 높은 신호 전송 속도를 얻기 위해서는 재료의 개전 상수를 낮추는 동시에 고특성 저항을 사용하여 높은 전송 속도를 얻어야 하며, 고특성 저항을 얻기 위해 저개전 상수 재료를 선택해야 한다.



3. 컨덕터 너비와 두께의 영향

선가중치는 특성의 임피던스 변화에 영향을 주는 주요 매개변수 중 하나입니다.컨덕터 너비가 0.025mm 변하면 임피던스 값의 적절한 변화는 5~6이 됩니다.실제 생산에서 임피던스를 제어하는 신호선 표면에 18um 동박을 사용하는 경우 도선 너비의 허용 변화 공차는 ±0.015mm이다. 제어 임피던스 변화 공차가 35um 동박이면 허용 도선 너비 변화 공차는?.003mm이다.생산에서 허용되는 컨덕터 너비의 변화로 인해 임피던스 값이 크게 변경된다는 것을 알 수 있습니다.와이어의 너비는 설계자가 설계 요구 사항에 따라 결정합니다.그것은 도선의 적재 능력과 온도 상승의 요구를 만족시켜야 할 뿐만 아니라 필요한 임피던스 값도 얻어야 한다.따라서 제조업체는 선가중치가 설계 요구 사항을 충족하고 공차 범위 내에서 임피던스 요구 사항을 충족하도록 변경해야 합니다.도선의 두께도 도체에 필요한 적재 능력과 허용된 온도 상승에 따라 결정된다.생산에 사용되는 요구를 만족시키기 위해 코팅의 두께는 일반적으로 평균 25 마이크로미터입니다.도선 두께는 동박 두께에 도금 두께를 더한 것과 같다.주의해야 할 점은 도금 전 도선 표면은 청결해야 하며, 잔류물과 테두리 수정 유흑이 있어서는 안 되며, 도금 과정에서 구리를 도금하지 않도록 해야 하며, 이는 국부 도선의 두께를 변화시키고 특성 임피던스 값에 영향을 줄 수 있다.또한 와이어의 두께를 변경하여 임피던스 값이 변경되지 않도록 보드를 칠하는 동안 주의해야 합니다.


4. 전매질 두께의 영향(h)

공식 (1) 에서 볼 수 있듯이 특성 임피던스 Z0은 개전 두께의 자연 대수와 정비례하기 때문에 개전 두께가 두꺼울수록 Z0이 크기 때문에 개전 두께는 특성 저항값에 영향을 주는 또 다른 주요 요소이다.생산 전에 이미 도선 너비와 재료의 개전 상수를 확정했기 때문에 도선 두께 공정 요구도 고정값으로 사용할 수 있기 때문에 제어층 압판 두께(개전 두께)는 생산 중의 특성 저항을 제어하는 주요 수단이다.특성 임피던스 값과 매체의 두께 변화 사이의 관계를 얻었습니다.매체의 두께가 0.025mm 변하면 임피던스 값이 +5 ~ 8로 변경됩니다.실제 생산 과정에서 층압판의 각 층의 두께의 허용 변화는 저항값의 비교적 큰 변화를 초래할 것이다.실제 생산에서 서로 다른 유형의 예침재를 절연 매체로 선택하고 예침재의 수량에 따라 절연 매체의 두께를 확정한다.표면 마이크로밴드선을 예로 들면, 절연재료의 해당 작업 주파수에서의 개전 상수를 확정한 다음 이 공식을 사용하여 해당 Z0을 계산한 다음 도선 너비 값과 사용자가 제시한 계산값 Z0에 따라 해당 개전 두께를 찾아낸다.그리고 선택한 복동층 압판과 동박의 두께에 따라 예침재의 유형과 수량을 확정한다.


서로 다른 구조의 개전 두께가 Z0에 미치는 영향

벨트 라인 설계에 비해 동일한 개전 두께와 재료 하에서 마이크로 벨트 라인 구조의 설계는 일반적으로 20-40에 더 큰 특성 임피던스 값을 가지고 있습니다.따라서 마이크로밴드 구조의 설계는 주로 고주파, 고속의 디지털 신호 전송에 사용된다.또한 특성 임피던스 값은 전매질의 두께가 증가함에 따라 증가합니다.따라서 특성 임피던스 값을 엄격히 제어하는 고주파 선로에 대해서는 복동층 압판의 개전 두께 오차를 엄격히 요구해야 한다.일반적으로 전매질의 두께 변화는 10% 를 초과해서는 안 된다.다층판의 경우 매체의 두께도 가공요소로서 특히 다층층압공예와 밀접한 관계가 있을 때 엄격히 통제해야 한다.


5. 결론

실제 생산에서 도선의 너비와 두께, 절연재료의 매개전기상수와 절연매체의 두께의 미소한 변화는 특성저항값에 변화를 초래하며 특성저항값도 기타 생산요소와 관련된다.따라서 특성 임피던스에 대한 제어를 실현하기 위해 제조업체는 특성 임피던스 값의 변화에 영향을 주는 요소를 이해하고 실제 생산 조건을 파악하며 설계자의 요구에 따라 다양한 공정 매개 변수를 조정하여 허용된 공차 범위 내에서 변화시켜야 한다.PCB 보드에서 필요한 임피던스 값을 얻습니다.