Технология PCB - анализ влияния обработки платы на характеристики схемы

Analysis of the influence of circuit board processing on circuit performance

Even the most detailed and thorough planning can sometimes be wrong, например высокочастотная платаdesign, на его свойства повлияет изменение нормального допуска в процессе обработки схемы. Although modern computer-aided (CAE) software design tools based on electromagnetic (EM) simulation can simulate and predict circuit performance under different models, даже лучшее имитационное программное обеспечение не может предсказать изменения в процессе обработки некоторых традиционных схем. влияние. In particular, отклонение толщины медного покрытия и связанное с этим изменение формы проводника, and the resulting change in the performance of the edge-coupled circuit.

Usually The thickness of the electroplated copper of the printed circuit board (PCB) has a certain change. Однако, due to manufacturing process and other reasons, толщина гальванической меди на одном и том же материале и толщина гальванической меди между различными материалами могут быть более или менее погрешной. Эти изменения толщины гальванической меди достаточны для того, чтобы повлиять на свойства отдельных схем в малой части материала схемы, Таким образом, влияет на совместимость одной и той же схемы на нескольких разных панелях PCB.
Plated through holes (PTH) usually realize the conductive connection between one side and the other side of the PCB panel in the thickness direction of the dielectric material (z-axis), соединение проводов в многослойных панелях. боковая стенка проходного отверстия покрыта медью, чтобы повысить электропроводность. Однако, the PTH copper plating process is neither conventional nor simple, различные технологии могут приводить к различной толщине медного покрытия. металлизация отверстиями PTH обычно осуществляется электролитическим способом, То есть, соединять электрические отверстия с медной фольгой из материала PCB. это на самом деле повышает толщину фольги, а также внесение изменений толщины медной фольги на весь лист. Variations in the thickness of the copper foil in a single board will cause differences in the thickness of the copper foil in the same board. так же, the uneven thickness of the copper foil between different boards will also reduce the repeatability of the same circuit between batches.

поскольку длина волны сигнала уменьшается при более высокой частоте, изменение толщины медного покрытия влияет на цепь миллиметровых волн больше, чем на цепь низкой частоты. Однако не все виды линий электропередач затронуты одними и теми же факторами. например, амплитуда и фазовые характеристики линий передачи радиочастотной / микроволновой микрополосной связи в определенной степени зависят от толщины медного покрытия PCB. Однако в связи с чрезмерным изменением толщины медного покрытия контуры, включая заземляющие коллинеарные линии передачи и микросхемы с характеристиками граничной связи, приведут к значительным изменениям в их радиочастотных характеристиках. невозможно точно предсказать воздействие толщины оцинкованного пхдб на характеристики радиочастот (например, вносимые потери и потери эхо) без учета всех изменений, даже при использовании лучших средств электромагнитного моделирования.

пограничная цепь связи обеспечивает различную степень связи через очень узкий промежуток между проводниками связи. размер щели, ширина зазора между стеной связи будет изменена из - за толщины медного покрытия. Loosely coupled circuits (larger gaps) are less affected by changes in copper plating thickness. сужение зазора между линиями связи, усиление связи, and the influence of dimensional tolerances on the variation of copper plating thickness increases. контур связи на границе с более толстым медным слоем, боковая стенка линии будет также выше. The difference in the height of the sidewalls will also lead to the difference in the coupling coefficient, and the effective dielectric constant (Dk) obtained by the circuit with different copper plating thickness will also be different.

Trapezoid effect
Changes in copper plating thickness will also affect the physical form of high-frequency circuit conductors. For modeling purposes, обычно предполагается, что проводник будет прямоугольным. из поперечного сечения, ширина провода соответствует длине проводника. Однако, this is the ideal situation. фактический проводник обычно имеет трапециевидный, максимальный размер днища проводника, that is, at the junction of the conductor and the circuit dielectric substrate. схема для толщины меди, трапецеидальная форма обострилась. изменение размеров проводов приведет к изменению плотности тока через провода, это приведет к изменению характеристик высокочастотных схем.

из - за различных схем проектирования и технологии линии передачи, это изменение влияет на производительность цепи разные. из - за трапециевидного эффекта проводника электрические характеристики стандартной цепи передачи микрополос почти не претерпевают значительных изменений, но из - за присутствия ступенчатого проводника контуры с характеристиками граничной связи окажут значительное влияние, especially in the thicker copper layer. это влияние становится все более очевидным.

контур боковой связи с характеристиками жесткой связи, computer modeling based on ideal rectangular conductors shows that there is a higher current density on the sidewalls of the coupled conductors. Однако, if you change the conductor model to a trapezoidal conductor, Это покажет большую плотность тока на дне проводника, and the current density will increase as the thickness of the conductor increases.
изменение плотности тока, the electric field strength of the trapezoidal conductor also changes accordingly. проводник с прямоугольной боковой связью, высокая плотность тока на связанных боковых стенках, and a large part of the electric field around the conductors is in the air between the conductors. проводник с трапециевидной связью, the current density on the sidewalls is lower, меньше электрического поля, занятого воздухом между проводниками связи. воздух - это 1. Чем больше электрического поля между проводниками в контурах связи на границе с прямоугольным проводником в воздухе, тем ниже будет эффективная DC - схема с трапецоидальным проводником, вокруг него больше проводников и диэлектриков. электрическое поле.

Due to the standard circuit manufacturing process, the thickness of the copper plating on the PCB board may change within a single circuit board, и характеристики схемы, меняющейся толщиной этих меди, будут меняться в зависимости от топологии и частоты цепи. миллиметровая волна, размер/wavelength of the circuit is small, влияние изменения толщины заметно.. поэтому, имитировать свойства материала заданной схемы с помощью программного обеспечения, нужно не только строго контролировать свойства DC, Необходимо также заранее анализировать и учитывать изменения и последствия, связанные с этими технологиями обработки.