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微波技術

微波技術 - 高頻PCB電路板加工對阻抗控制的影響及解決方法

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微波技術 - 高頻PCB電路板加工對阻抗控制的影響及解決方法

高頻PCB電路板加工對阻抗控制的影響及解決方法

2021-08-26
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Author:Belle

我國正處於以經濟建設為中心、改革開放的良好形勢. 電子產業年增長率將超過20%. 世界電子工業的科技革命和產業結構變化給印刷電路的發展帶來了新的機遇和挑戰. 隨著小型化的發展, 數位化, 電子設備的高頻化和多功能化, 印刷電路, 作為電子設備電力互連中的金屬線, 不僅僅是電流是否流動的問題, 也可以作為訊號傳輸線. 效應. 也就是說, 用於 印刷電路板 用於傳輸高頻訊號和高速數位信號, 必須量測電路導通性和短路是否符合要求, 而且特性阻抗值是否在規定的合格範圍內. 僅當兩個方向都合格時, 這個 電路板 符合要求.


印刷電路提供的電路效能 電路板 必須能够在訊號傳輸過程中防止反射, 保持訊號完整, 减少傳輸損耗, 並起到匹配阻抗的作用, 這樣一個完整的, 可信賴的, 精確的, 無干擾, 可以獲得無雜訊的傳輸訊號. 本文討論了表面微帶結構的特性阻抗控制 多層板 實踐中常用.


1Surface microstrip line and characteristic impedance
The characteristic impedance of the surface microstrip line is relatively high and is widely used in practice. 其外層是控制阻抗的訊號線表面. 用絕緣材料將其與相鄰基準面隔開. 特性阻抗的計算公式為:


a、微帶線

Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98小時/(0.8W+T)],其中W是線寬,T是跡線的銅厚度,H是跡線到基準面的距離,Er是印刷電路板資料的介電常數。 當0.1<(W/H)<2.0和1<(Er)<15時,必須應用此公式。


b、帶狀線

Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67Ï(0.8W+T)]},其中H是兩個參攷平面之間的距離,軌跡位於兩個參攷平面的中間。 當水/小時<0.35且水/小時<0.25時,必須使用此公式

高頻印刷電路板電路板

It can be seen from the formula that the main factors affecting the characteristic impedance are (1) dielectric constant Er, (2) dielectric thickness H, (3) wire width W, and (4) wire copper thickness T. 因此, the characteristic impedance and the substrate 布料 ( The relationship between copper clad board) is very close, 囙此,基板資料的選擇在 印刷電路板 設計.


2、資料的介電常數及其影響

資料的介電常數由資料製造商以1Mhz的頻率確定。 不同製造商生產的相同資料因樹脂含量不同而不同。 本研究以環氧玻璃布為例,研究介電常數與頻率變化的關係。 介電常數隨頻率的新增而降低。 囙此,在實際應用中,應根據工作頻率確定資料的介電常數。 通常,可以使用平均值來滿足要求。 隨著介電常數的新增,訊號在介電材料中的傳送速率將降低。 囙此,為了獲得高訊號傳送速率,必須降低資料的介電常數,同時,必須獲得高傳送速率。 使用高特性電阻值,高特性電阻值必須選擇低介電常數資料。


3、線材寬度和厚度的影響

導線寬度是影響特性阻抗變化的主要參數之一。 該圖以表面微帶線為例,說明阻抗值與線寬之間的關係。 從圖中可以看出,當導線寬度變化0.025mm時,阻抗值將變化5-6歐姆。 在實際生產中,如果使用18mm銅箔控制訊號線表面的阻抗,允許的線寬變化公差為±0.015mm。 如果控制阻抗變化公差為35mm銅箔,則允許的線寬變化公差為0.025mm。 可以看出,生產中允許的線寬變化將導致阻抗值發生很大變化。 寬度由設計師根據各種設計要求確定。 它不僅要滿足導線承載能力和溫昇的要求,還要獲得所需的阻抗值。 這要求製造商在生產過程中確保線寬滿足設計要求,並在公差範圍內進行更改,以滿足阻抗要求。 導線的厚度也根據導線所需的載流能力和允許的溫昇來確定。 為了滿足生產中使用的要求,鍍層的平均厚度一般為25mm,導線的厚度等於銅箔的厚度加上鍍層的厚度。 需要注意的是,在電鍍之前,導線的表面必須清潔,不得有殘留物和修復油黑色,這將導致電鍍過程中銅不被電鍍,這將改變局部導線的厚度並影響特性阻抗值。 此外,刷牙過程中必須小心,不要改變導線的厚度,也不要導致阻抗值發生變化。


4、中厚H的影響

從公式中可以看出,特性阻抗與電介質厚度的自然對數成正比. 因此, 可以看出,電介質厚度越厚, 阻抗值越大, 囙此,介電厚度是影響特徵電阻值的另一個主要因素. 因為在生產之前已經確定了資料的線寬和介電常數, 線材厚度工藝要求也可用作固定值, so controlling the laminate thickness (dielectric thickness) is the main method to control the characteristic impedance in production. 從圖中, 可以得出特性阻抗值與電介質厚度變化之間的關係. 從圖中可以看出,當介質厚度變化0.025mm, it will cause a corresponding change in the impedance value of +5-8 ohms. 在實際生產過程中, 每層厚度的允許變化將導致阻抗值發生很大變化. 重大變化. 在實際生產中, 選擇不同類型的預浸料作為絕緣介質, 根據預浸料的數量確定絕緣介質的厚度. 以表面微帶線為例:生產過程中參攷圖片. 確定相應工作頻率下絕緣材料的介電常數, 然後用公式計算相應的阻抗值, 然後根據用戶提出的線寬值和阻抗值, 通過圖表找到相應的電介質厚度, 然後根據選定的銅厚度 複合層壓板 銅箔决定了預浸料的類型和數量.


從圖中可以看出,在相同的介質厚度和資料下,微帶線結構的設計比帶狀線設計具有更高的特性阻抗值, 一般20Ω-40Ω. 因此, 微帶線結構設計主要用於高頻高速數位信號傳輸. 同時, 特性阻抗值將隨著介質厚度的新增而新增. 因此, 對於具有嚴格控制的特性阻抗值的高頻電路, 應嚴格要求銅的介電厚度誤差 複合層壓板. 一般來說, 銅的介電厚度 複合層壓板 變化不超過10%. 對於 多層板, 介電厚度仍然是一個過程. 因素, 尤其與多層層壓加工密切相關, 還應嚴格控制.


5結論

在實際生產中,導線的寬度和厚度、絕緣材料的介電常數和絕緣介質的厚度稍有變化,就會導致特性阻抗發生變化。 此外,特性阻抗還將與其他生產因素相關,囙此為了實現特性阻抗控制,生產者必須瞭解影響特性阻抗值變化的因素,掌握實際生產條件, 並根據設計人員的要求調整各工藝參數,使其在允許的公差範圍內變化,以獲得所需的阻抗值。