PCB Блог - Факторы и контрмеры, влияющие на сопротивление пластины PCB

Электронная промышленность будет расти более чем на 20% в год, а индустрия PCB - панелей будет расти вместе с тенденциями в электронной промышленности в целом. Более 20% роста. Технологическая революция в мировой электронной промышленности и изменения в структуре промышленности открывают новые возможности и ставят новые задачи для развития печатных схем. Печатные схемы развиваются с миниатюризацией, оцифровкой, высокочастотным и многофункциональным электронным оборудованием. Как электрическое соединение в электронном оборудовании - металлическая проволока в ПХБ - это не просто вопрос тока или нет. Вместо этого он действует как линия передачи сигналов. Другими словами, электрические испытания PCB используются для передачи высокочастотных сигналов и высокоскоростных цифровых сигналов. Необходимо измерять не только соответствие подключения, отключения и короткого замыкания цепи (или сети) требованиям, но и то, находится ли значение сопротивления характеристики в заданном диапазоне соответствия. Печатные платы отвечают требованиям только в том случае, если оба направления соответствуют требованиям. Производительность схемы, обеспечиваемая печатными платами, должна быть способна предотвращать отражение во время передачи сигнала, поддерживать целостность сигнала, уменьшать потери передачи и играть роль согласованного сопротивления, чтобы получить полный, надежный, бесинтерференционный и бесшумный передающий сигнал. В этой статье обсуждается проблема управления характерным сопротивлением многослойных поверхностных микрополосных структур, обычно используемых на практике.

1. Поверхностные микрополосы и характеристическое сопротивление

Характерное сопротивление поверхностных микрополосных линий является высоким и широко используется на практике. Его внешний слой - это поверхность сигнальной линии, которая сопротивляется управляемому сигналу и отделена от соседней опорной поверхности изоляционным материалом.

Для поверхностной микрополосной линейной структуры формула для расчета характеристического сопротивления составляет:

Z0 = 87 / квадратный фут (остров + 1.41) Ан [(5,98 часа) / (0.8w + t)]

Z0: Свойственное сопротивление печатного провода:

Остров: диэлектрическая константа изоляционного материала:

h: Толщина среды между печатным проводом и опорной плоскостью:

w: Ширина печатного провода:

t: Толщина печатного провода.

Диэлектрическая константа материала и ее влияние

Диэлектрическая константа материала измеряется производителем материала на частоте 1 МГц. Различные производители производят один и тот же материал в зависимости от содержания смолы. В качестве примера можно привести эпоксидную стеклянную ткань, в которой изучалась связь диэлектрической константы с изменением частоты. Диэлектрическая константа уменьшается с увеличением частоты, поэтому в практическом применении диэлектрическая константа материала должна определяться на основе рабочей частоты. Как правило, средние значения могут использоваться для удовлетворения требований, а скорость передачи сигнала в диэлектрическом материале уменьшается с увеличением диэлектрической константы. Таким образом, чтобы получить высокую скорость передачи сигнала, диэлектрическая константа материала должна быть уменьшена, а высокая скорость передачи должна быть получена с использованием высокопроизводительного сопротивления, и материал с низкой диэлектрической константой должен быть выбран для получения высокопроизводительного сопротивления.

3. Влияние ширины и толщины проводов

Ширина линии является одним из основных параметров, влияющих на изменение сопротивления характеристики. При изменении ширины провода на 0025 мм соответствующее изменение величины сопротивления составит 5 ~ 6. В реальном производстве допустимый допуск на изменение ширины провода составляет ± 0,015 мм, если на поверхности сигнальной линии, регулирующей сопротивление, используется медная фольга 18m. Если допуск на изменение сопротивления управления составляет 35 мм медной фольги, допустимый допуск на изменение ширины линии составляет ± 0003 мм. Можно видеть, что изменение допустимой ширины линии в производстве может привести к значительному изменению значения сопротивления. Ширина провода определяется дизайнером в соответствии с различными требованиями к конструкции. Он должен не только удовлетворять требованиям пропускной способности провода и повышения температуры, но и получать необходимые значения сопротивления. Это требует от изготовителя обеспечить, чтобы ширина линии соответствовала проектным требованиям и изменялась в пределах допусков для удовлетворения требований к сопротивлению. Толщина провода также определяется на основе требуемой пропускной способности проводника и допустимого повышения температуры. Для удовлетворения требований к использованию в производстве толщина покрытия обычно составляет 25 микрон. Толщина провода равна толщине медной фольги плюс толщина покрытия. Следует отметить, что поверхность провода перед гальваническим покрытием должна быть очищена, не должно быть остатков и окрашенного масла черного цвета, так что медь в процессе гальванического покрытия не будет покрыта, что изменит толщину местного провода и повлияет на значение сопротивления характеристик. Кроме того, в процессе щетки пластины необходимо позаботиться о том, чтобы не изменять толщину провода, что приводит к изменению значения сопротивления.

4. Воздействие толщины диэлектрика (h)

Из формулы (1) видно, что характеристическое сопротивление Z0 пропорционально естественному логарифму диэлектрической толщины, поэтому видно, что чем толще диэлектрическая толщина, тем больше Z0, поэтому диэлектрическая толщина является еще одним основным фактором, влияющим на величину характеристического сопротивления. Поскольку ширина провода и диэлектрическая константа материала были определены до производства, технологические требования к толщине провода также могут использоваться в качестве фиксированных значений, поэтому толщина пластины контрольного слоя (диэлектрическая толщина) является основным средством управления характеристическим сопротивлением в производстве. Получена связь между характеристическим сопротивлением и изменением толщины среды. При изменении толщины среды на 0025 мм происходит соответствующее изменение величины сопротивления от + 5 до 8. В ходе фактического производства допустимые изменения толщины каждого слоя ламината приведут к значительному изменению величины сопротивления. При фактическом производстве в качестве изоляционной среды выбираются различные типы предварительно пропитанных материалов, а толщина изоляционной среды определяется количеством предварительно пропитанных материалов. В качестве примера возьмем поверхностную микрополосную линию, чтобы определить диэлектрическую константу изоляционного материала на соответствующей рабочей частоте, а затем использовать эту формулу для расчета соответствующего Z0, а затем определить соответствующую диэлектрическую толщину на основе ширины провода и расчетного значения Z0, предложенного пользователем, Тип и количество предварительно пропитанного материала затем определяются в зависимости от толщины выбранной медной пластины и медной фольги.

Влияние диэлектрической толщины различных структур на Z0

По сравнению с конструкцией полосы, при той же диэлектрической толщине и материале, конструкция микрополосной линии имеет более высокое характеристическое сопротивление, как правило, на 20 - 40 э. Поэтому микрополосная линейная структура в основном предназначена для высокочастотной и высокоскоростной цифровой передачи сигналов. В то же время значение характеристического сопротивления будет увеличиваться с увеличением толщины диэлектрика. Поэтому для высокочастотных линий с строго контролируемым характеристическим сопротивлением должны предъявляться строгие требования к ошибке диэлектрической толщины пластины, покрытой медным слоем. Как правило, изменения толщины диэлектрика не должны превышать 10%. Для многослойных пластин толщина среды также является фактором обработки, особенно если она тесно связана с процессом многослойного ламинирования и поэтому должна строго контролироваться.

5. Выводы

В реальном производстве небольшие изменения ширины и толщины провода, диэлектрической константы изоляционного материала и толщины изоляционной среды могут привести к изменению значения характеристического сопротивления, значение характеристического сопротивления также будет связано с другими факторами производства. Таким образом, для достижения контроля над характеристическим сопротивлением изготовитель должен понимать факторы, влияющие на изменение величины сопротивления характеристик, понимать фактические условия производства и корректировать различные технологические параметры в соответствии с требованиями дизайнера, чтобы они изменялись в пределах допустимых допусков. Получение требуемых значений сопротивления на пластине PCB.