PCB 기술 - PCB 특성 임피던스 제어 정밀도 연구

컴퓨터 led 회로 신호 전송이 빠르게 발전함에 따라 가장 중요한 문제 중 하나는 PCB가 고속 신호 전송 과정에서 고장이 발생하지 않고 신호 안정성을 유지해야 한다는 것인데, 이는 사용된 PCB의 특성 임피던스가 필요하다.제어 정밀도 향상.특성 임피던스 제어의 정밀도에 대한 더 엄격한 요구는 PCB 제조업체에 확실히 큰 도전입니다.따라서 본고는 임피던스 제어 정밀도에 대한 고객의 엄격한 요구를 어떻게 만족시킬 것인가를 연구했다.동료들은 남을 기꺼이 돕는다.

1 소개

전자 제품이 빠르게 발전함에 따라 사용되는 PCB의 특성 임피던스를 고정밀도로 제어해야 합니다.고속 컴퓨터의 발전을 예로 들면, 이러한 수요의 발전 추세를 설명할 수 있다.

처음에 PCB의 ±10% 제어 정밀도 요구 사항은 800MHz 주파수 신호를 가진 Direc Rambus DRAM 모듈(RIMM)을 회로에 적용하여 결정했습니다.이는 컴퓨터 본체와 스위치의 내부 회로가 더 빠르게 작동하도록 보장하기 위한 것입니다.컴퓨터 제품에 RIMM이 장착되어 있을 뿐만 아니라, 많은 전자 제품은 기판의 회로가 잘 일치하도록 요구한다.일부 고객이 사용하는 PCB 보드의 특성 임피던스 제어 정밀도는 기존 ±15% 또는 ±10.5% 에 국한되지 않습니다.일부 임피던스 제어 정밀도 요구 사항을 ± 8% 또는 ± 5% 로 높이는 것은 PCB 제조업체에 큰 도전입니다.이 글은 주로 고객의 엄격한 임피던스 제어 정밀도 요구를 충족시키는 방법을 연구하며 PCB 제조 동료들에게 도움이 되기를 희망합니다.

2. 임피던스 제어 정밀도 분석

일반적으로 다층판의 전송선 시스템은 60 ± 10% 에 도달하기 쉽지만 75 ± 5%, 심지어 50 ± 5% 에 도달하는 것은 다소 어렵다.5% 의 오차는 심지어 기술 규격이 더 높은 사람들에게도 적용된다.애플리케이션에서 흔히 볼 수 있는 것은 아니지만 일부 고객은 임피던스 제어 정밀도에 대해 ± 5% 를 요구합니다.여기에 설명할 예가 하나 있다.

다음은 우리 회사에서 생산한 널빤지의 일종이다.판재 요구사항: 4층판, 완제품판 두께 1.0±0.10mm, 판재는 FR4를 사용하고 고객은 지정된 층압구조를 가지고 있다. 아래 그림과 같다.

2.1 PCB 특성 임피던스 에뮬레이션

임피던스 제어 요구 사항이 있는 보드의 경우, 현재 PCB 공장의 일반적인 방법은 PCB 생산 조판판 측면의 적절한 위치에 임피던스 샘플을 설계하는 것입니다.이러한 임피던스 샘플은 PCB와 동일한 계층화 및 임피던스 선 구조를 가지고 있습니다.임피던스 샘플을 설계하기 전에 임피던스 컴퓨팅 소프트웨어를 사용하여 임피던스를 미리 시뮬레이션하여 예측합니다.그 중 영국 POLAR사가 개발한 CITS 테스트 시스템과 컴퓨팅 소프트웨어는 1991년 이후 많은 PCB 제조업체들이 사용하고 있으며 조작이 간단하고 강력한 기능 컴퓨팅 능력을 갖추고 있다.그러나 시스템이 아무리 강력해도 계산 능력과 임피던스를 계산하는 현장 해결 도구는"이상적인"재료의 사용에 의존하며, 시뮬레이션 계산의 결과와 실제 측정의 임피던스 결과 사이에는 항상 일정한 편차가 있다.따라서 고객이 임피던스 제어 정밀도를 ±5% 로 요구할 경우 보다 정확한 시뮬레이션 예측을 위해 더 높은 계산 정밀도를 가진 소프트웨어를 사용하는 것이 중요합니다.이를 위해 우리는 영국 폴라사가 개발한 최신 컴퓨팅 소프트웨어인 폴라 SI8000K 제어 임피던스 익스프레스 해결기를 사용하여 시뮬레이션과 예측을 진행했다.고객 요구 사항: 50 ± 5% 의 임피던스를 충족시키기 위해 PCB 공장은 적층 압력 구조를 적절하게 조정할 수 있습니다.임피던스 선가중치를 조정할 수 없습니다.따라서 시뮬레이션 결과는 다음과 같습니다.

2.2 PCB 프로덕션 프로세스 제어

2.2.1 평행 노출기 생산

비평행광은 점광원에 속하기 때문에 발사되는 빛은 산란광이다.따라서 이러한 광선은 필름을 통해 감광 건막이나 다른 액체 부식 방지 각제 막으로 들어가 다양한 각도로 노출되고 노출되고 현상됩니다.패턴과 섀시의 패턴 사이에는 일정한 편차가 있을 수 있습니다.평행광은 수직방향에서 광민건막이나 기타 액체부식방지제막에 비추어 폭로된다.따라서 감광층에 노출된 도선의 폭은 매우 비슷할 것이다.이런 방식으로 박막의 음극상의 도선너비는 더욱 정확한 도선너비를 얻을수 있어 이런 편차가 저항에 미치는 영향을 줄일수 있다.

2.2.2 외저동은 얇은 동박을 사용한다

정밀 회로의 신속한 발전으로 인해 얇은 동박은 광범위하게 개발되고 충분히 응용되었다.초기 동박의 두께는 주로 1OZ에서 1/2OZ 사이였으며 1/3OZ와 1/4OZ도 개발되었습니다.심지어 1/7OZ 동박과 같은 더 얇은 것.얇은 동박 두께는 컨덕터의 폭과 컨덕터의 무결성을 제조 및 제어하는 데 도움이 되므로 임피던스 제어의 정확성을 보장하는 데 도움이 됩니다.고객의 외층 구리 두께가 1OZ이기 때문에, 우리는 1/3OZ 동박을 4층판의 외층으로 선택했다.후속 도금 후 고객 표면의 구리 두께인 1OZ 구리에 도달할 수 있습니다.두께 요구 사항은 표면의 구리 두께에 대한 고객의 요구 사항을 충족시킬 뿐만 아니라 식각 과정에서 선폭의 균일성을 쉽게 제어할 수 있습니다.

2.2.3 동박 통전열 프레스 층압

층압기의 가열방식은 전기가열과 증기가열로서 우리 회사는 이딸리아 CEDAL에서 생산한 다층진공압기를 채용하고 ADARA기술을 채용한다.이 시스템은 압연 동박을 사용하여 예침재 벽돌과 내층을 포위한다.이 널빤지는 하나하나 겹쳐진 것이다.동박은 층압기에서 전기를 통하여 가열 효과와 온도 분포를 실현한다.전체 층 압판의 온도 분포는 177±2°C에 달할 수 있다.가열 속도가 빠르기 때문에 온도 분포가 고르다.압제과정에서 수지의 류동성은 상대적으로 균일하며 층압판의 두께와 평면도는 ± 0.025mm에 달할수 있으며 층간 전매질층의 두께는 상대적으로 균일하다.

2.2.4 전판 도금 생산

상대적으로 균일한 도선의 두께와 폭을 얻기 위해 임피던스가 규정된 공차 범위 내에 있는지 확인하기 위해 PCB는 구멍이 뚫린 후 전류 밀도가 적당히 낮아진 전판 도금으로 직접 생산한다.PCB는 통공 전판을 도금한 후 직접 들어가기 때문에 일정한 도금액 조건에서 전체 판면은 균일한 전류 밀도를 받기 때문에 전체 판면과 구멍의 구리 두께는 상대적으로 균일하다.이것은 표면의 구리의 두께와 선폭의 균일성을 제어하는 데 유리하다 (구리의 두께가 균일하지 않으면 식각의 균일성에 불리한 영향을 줄 수 있기 때문이다). PCB의 특성 저항을 제어하고 휘발성을 낮추는 데 유리하다.

2.2.5 기타

물론 고객의 50±5%(50±2.5) 임피던스 제어 요구 사항을 충족하기 위해서는 와이어 폭과 와이어 표면 그린 오일층 두께의 균일성을 보장하기 위해 식각선과 실크스크린 그린 오일도 제어해야 한다.

2.3 PCB 임피던스 측정

임피던스 측정은 일반적으로 인쇄 회로 기판의 특성 임피던스를 측정하기 위한 기정 기술이 된 TDR(시역반사계)을 사용하여 수행됩니다.임피던스 측정은 정밀도가 ±5%인 특성 임피던스에도 매우 중요하다.측정의 정확성을 확보해야 합니다. 그렇지 않으면 임피던스가 부적합으로 잘못 검출될 수 있습니다.

2.3.1 측정 전에 추적 임피던스 표준을 사용하여 교정

임피던스 측정에 사용되는 TDR은 고정밀 무선 주파수 측정 도구이므로 측정 과정에서 TDR 측정은 이력선 앞부분과 뒷부분의 동일한 직류 조건에서 수행되어야 합니다.대부분의 임피던스 COUPON은 종단으로 연결되지 않으므로 추적 가능한 표준으로 교정된 참조 공기 파이프라인을 사용하는 것이 좋습니다.고정밀 부하 저항 교정 TDR을 사용하여 임피던스 측정 오차 감소

2.3.2 측정 중에 임피던스 COUPON에 손을 대지 마십시오.

임피던스 COUPON에 손 또는 손가락을 놓으면 표면의 임피던스 구조가 변경되어 측정 임피던스가 감소합니다.따라서 테스트 과정에서 테스트 직원은 임피던스 COUPON에 손이나 손가락을 올려서는 안 됩니다.

2.3.3 테스트 과정에서 고정된 테스트 고정장치를 사용하여 COUPON 임피던스 고정

임피던스를 테스트하는 일반적인 방법은 임피던스 COUPON을 작업 표면에 직접 배치하여 테스트하는 것입니다.이는 작업 표면에 고유한 절연 상수가 있으므로 측정 결과에 영향을 미칩니다.임피던스 COUPON이 작업 표면과 직접 접촉하면 임피던스 테스트 결과가 표시됩니다.물론 임피던스 제어 정밀도에 대한 요구는 그리 엄격하지 않다.그러나 측정 임피던스와 유사한 특성 임피던스를 ±5% 의 정밀도로 테스트할 때는 COUPON 임피던스를 테스트하기 위해 고정된 테스트 고정장치를 사용해야 합니다.

2.3.4 측정 과정에서 무선 주파수 케이블과 프로브의 마모 상태를 검사한다.

무선 주파수 케이블과 프로브는 사용 수명이 제한되어 사용자가 사용하는 동안 마모될 수 있습니다.무선 케이블과 프로브가 손상되면 임피던스 측정 결과에 영향을 미칩니다.따라서 측정 중에 무선 주파수 케이블과 프로브의 마모 상태를 검사하여 측정이 보장되도록 합니다.정확성

2.3.5 기타

물론 측정의 정확성을 확보하기 위해 측정 과정에서 테스트 영역 근처의 휴대폰이 꺼져 있어야 하고, TDR 임피던스 테스트 프로브가 측정 중에 임피던스 테스트 COUPON과 잘 접촉할 수 있도록 해야 한다.

3. 결과와 토론

다음은 TDR 테스트 시스템에서 테스트한 보드의 임피던스 테스트 결과입니다.결과를 보면 이 보드에서 테스트한 임피던스는 47.5 ½ 52.5 Isla ◇ 사이이며 고객의 50±5% Isla ◇ (50±2.5 Isla ◇) 임피던스 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.따라서 고객의 ±8% 또는 ±5% 임피던스 제어 정밀도 요구 사항에 대해 생산 전에 보다 정확한 시뮬레이션 예측을 위해 컴퓨팅 정밀도가 높은 소프트웨어를 사용하기만 하면또한 시뮬레이션 예측의 결과를 해당하는 매개 변수와 결합시켜 생산 과정에서 관건적인 공정을 적절하게 조정하고 특수한 통제를 한다.또한 측정 중에도 측정의 정확성을 보장할 수 있습니다.