Teknik PCB - Discussion on PCB impedance control

Dengan kelajuan semakin meningkat penggantian isyarat papan PCB, penjana PCB hari ini perlu memahami dan mengawal pengendalian jejak PCB. Bersama dengan masa penghantaran isyarat yang lebih pendek dan kadar jam yang lebih tinggi sirkuit digital modern, jejak PCB bukan lagi sambungan sederhana, tetapi garis penghantaran.

Dalam praktek, perlu mengawal pengendalian jejak apabila kelajuan marginal digital melebihi 1ns atau frekuensi analog melebihi 300Mhz. Salah satu parameter kunci jejak PCB adalah impedance karakteristiknya (nisbah voltaj kepada semasa gelombang berjalan sepanjang garis penghantaran isyarat). Impedasi karakteristik wayar pada papan sirkuit cetak adalah indeks penting desain papan sirkuit, terutama dalam desain PCB sirkuit frekuensi tinggi, ia mesti dianggap sama ada impedance karakteristik wayar konsisten dengan impedance karakteristik yang diperlukan oleh peranti atau isyarat. Ini melibatkan dua konsep: kawalan impedance dan persamaan impedance. Kertas ini fokus pada kawalan impedance dan rekaan laminasi.

Kawalan kemudahan

Kontrol EImpedance, konduktor dalam papan sirkuit akan mempunyai segala jenis penghantaran isyarat, untuk meningkatkan kadar penghantaran dan mesti meningkatkan frekuensinya, jika garis itu sendiri disebabkan pencetakan, tebal stacking, lebar wayar dan faktor lain yang berbeza, akan menyebabkan perubahan nilai penghantaran, gangguan isyarat. Oleh itu, nilai impedance konduktor pada papan sirkuit kelajuan tinggi perlu dikawal dalam julat tertentu, dikenali sebagai "kawalan impedance".

Impedansi jejak PCB akan ditentukan oleh induktif dan kapasitif induktif, resistensi, dan koeficien konduktiviti. Faktor utama yang mempengaruhi pengendalian wayar PCB adalah: lebar wayar tembaga, tebal wayar tembaga, konstant dielektrik medium, tebal medium, tebal pad, laluan wayar tanah, kawat sekeliling wayar, dll. pengendalian PCB berlainan dari 25 hingga 120 ohm.

Dalam praktik, garis penghantaran PCB biasanya terdiri dari jejak, satu atau lebih lapisan rujukan, dan bahan pengisihan. Trek dan lapisan membentuk impedance kawalan. PCBS sering berbilang lapisan, dan impedance kawalan boleh dibina dalam berbagai cara. Bagaimanapun, apapun kaedah yang digunakan, nilai pengendalian akan ditentukan oleh struktur fizikalnya dan ciri-ciri elektrik bahan pengisihan:

Lebar dan tebal jejak isyarat

Tinggi inti atau materi awal diisi kedua-dua sisi jejak

Konfigurasi jejak dan plat

Permanen insulasi dari inti dan bahan-bahan yang diisi

Garis penghantaran PCB datang dalam dua bentuk utama: Microstrip dan Stripline.

Microstrip:

Garis garis garis mikro adalah konduktor garis dengan pesawat rujukan pada satu sisi sahaja, dengan atas dan sisi terdedah kepada udara (atau meliputi), di atas permukaan papan sirkuit Er konstan izolasi, dengan bekalan kuasa atau mendarat sebagai rujukan. Seperti yang dipaparkan di bawah:

Konsep Prepreg/Core lapisan pengisihan.

PP (Prepreg) adalah jenis bahan dielektrik, terdiri dari serat kaca dan resin epoksi. Core sebenarnya adalah TYPE medium PP, tetapi dua sisinya ditutup dengan foil tembaga, sementara PP tidak. Apabila membuat papan berbilang lapisan, inti dan PP biasanya digunakan bersama-sama, dan PP digunakan untuk mengikat antara inti dan inti.

Masalah yang memerlukan perhatian dalam rancangan laminasi PCB

(1) Masalah halaman peperangan

Ralat lapisan PCB sepatutnya simetrik, iaitu, tebal lapisan tengah dan lapisan tembaga setiap lapisan sepatutnya simetrik. Ambil enam lapisan contohnya, tebal medium GND atas dan kuasa bawah sepatutnya konsisten dengan tebal tembaga, Dan tebal medium GND-L2 dan L3-POWER sepatutnya konsisten dengan tebal tembaga. Ini tidak akan warp apabila laminasi.

(2) Lapisan isyarat seharusnya dipasang dengan ketat dengan lapisan rujukan sebelah (iaitu, tebal tengah antara lapisan isyarat dan lapisan penutup tembaga sebelah seharusnya sangat kecil); Pakaian tembaga kuasa dan pakaian tembaga tanah sepatutnya dipasang dengan ketat.

(3) Dalam kes kelajuan yang sangat tinggi, lapisan tambahan boleh ditambah untuk mengisolasi lapisan isyarat, tetapi ia disarankan untuk tidak mengisolasi lapisan kuasa berbilang, yang mungkin menyebabkan gangguan bunyi yang tidak perlu.

(4) Pendarahan lapisan reka laminasi biasa dipaparkan dalam jadual berikut.