Công nghệ PCB - Kiểm soát trở kháng Bảng mạch in

Nếu không có điều khiển trở kháng, phản xạ tín hiệu đáng kể và biến dạng tín hiệu sẽ xảy ra, dẫn đến thiết kế thất bại. Các tín hiệu phổ biến, chẳng hạn như bus PCI, bus PCI-E, USB, Ethernet, bộ nhớ DDR, tín hiệu LVDS, v.v., yêu cầu điều khiển trở kháng. Kiểm soát trở kháng cuối cùng cần phải đạt được thông qua thiết kế PCB, đặt ra yêu cầu cao hơn về quy trình bảng PCB. Sau khi giao tiếp với nhà máy PCB, kết hợp với việc sử dụng phần mềm EDA, trở kháng của dấu vết được kiểm soát theo yêu cầu về tính toàn vẹn của tín hiệu.

Các phương pháp cáp khác nhau có thể được tính toán để có được giá trị trở kháng tương ứng.

1. Dây Microband

Nó bao gồm một dây ruy băng và một mặt phẳng nối đất với một điện môi ở giữa. Nếu hằng số điện môi, chiều rộng đường dây và khoảng cách từ mặt đất của điện môi được kiểm soát, thì trở kháng đặc trưng của nó cũng được kiểm soát và độ chính xác của nó sẽ trong vòng ± 5%.

2. Sọc

Dây ruy băng là một dải đồng được đặt ở giữa một điện môi giữa hai mặt phẳng dẫn điện. Nếu độ dày và chiều rộng của đường dây, hằng số điện môi của môi trường và khoảng cách giữa hai mặt phẳng mặt đất đều được kiểm soát, thì trở kháng đặc trưng của đường dây cũng được kiểm soát và độ chính xác trong vòng 10%.

Cấu trúc nhiều lớp

3. Thông số PCB

Các nhà máy PCB khác nhau hơi khác nhau về thông số PCB. Thông qua giao tiếp với hỗ trợ kỹ thuật của nhà máy bảng mạch, một số dữ liệu tham số của nhà máy có thể thu được:

Bề mặt đồng foil: Bề mặt đồng foil vật liệu dày có ba loại: 12um, 18um và 35um. Độ dày cuối cùng sau khi xử lý là khoảng 44 micron, 50 micron và 67 micron.

Bảng lõi: bảng thông thường của chúng tôi là S141A, FR-4 tiêu chuẩn, hai bánh mì đồng, thông số kỹ thuật có sẵn có thể được xác định bằng cách liên hệ với nhà sản xuất PCB.

4. Cấu trúc của tấm nhiều lớp

Để kiểm soát tốt trở kháng của PCB, trước tiên chúng ta phải hiểu cấu trúc của PCB: thông thường những gì chúng ta gọi là bảng nhiều lớp được ép từ các tấm lõi và pre-nhúng. Tấm lõi là một loại cứng nhắc, cụ thể, dày, hai tấm đồng là vật liệu cơ bản tạo nên tấm in. Các phôi pre-nhúng tạo thành cái gọi là lớp làm ướt và hoạt động như một tấm lõi liên kết. Mặc dù nó cũng có độ dày ban đầu nhất định, độ dày của nó thay đổi trong quá trình ép. Mạng Bách Năng là công ty con của Tập đoàn Tần Tập, là mặt bằng dịch vụ ngành công nghiệp điện tử dẫn đầu trong nước. Nó cung cấp các giải pháp hoàn chỉnh cho chuỗi cung ứng ngành công nghiệp điện tử như linh kiện trực tuyến, mua sắm cảm biến, tùy chỉnh PCB, phân phối BOM, lựa chọn vật liệu và các giải pháp khác, một cửa để đáp ứng nhu cầu tổng thể của khách hàng vừa và nhỏ trong ngành công nghiệp điện tử.

Thông thường, cả hai lớp điện môi ngoài cùng của tấm nhiều lớp đều là lớp ướt và một lớp lá đồng riêng biệt được sử dụng làm lá đồng bên ngoài ở mặt ngoài của cả hai lớp. Thông số kỹ thuật độ dày ban đầu của lá đồng bên ngoài và lá đồng bên trong thường là 0,5OZ, 1OZ, 2OZ (khoảng 35um hoặc 1,4mil cho 1OZ), nhưng độ dày cuối cùng của lá đồng bên ngoài là trung bình sau một loạt các xử lý bề mặt. Nó sẽ tăng khoảng 1OZ. Lá đồng bên trong là lớp phủ đồng ở hai bên của tấm lõi, độ dày cuối cùng của nó rất nhỏ so với độ dày ban đầu, nhưng thường giảm vài um do khắc.

Lớp ngoài cùng của tấm nhiều lớp là lớp kháng hàn, đó là những gì chúng ta thường gọi là "dầu xanh". Tất nhiên, nó cũng có thể là màu vàng hoặc các màu khác. Độ dày của mặt nạ hàn thường không dễ xác định chính xác. Khu vực trên bề mặt không có lá đồng dày hơn một chút so với khu vực có lá đồng. Tuy nhiên, lá đồng vẫn nổi bật hơn do không đủ độ dày. Khi chúng tôi sử dụng, bạn có thể cảm thấy nó khi ngón tay của bạn chạm vào bề mặt của bảng in.

Khi làm tấm in có độ dày nhất định, một mặt yêu cầu lựa chọn hợp lý các thông số của các vật liệu khác nhau. Mặt khác, độ dày hình thành cuối cùng của phôi pre-nhúng sẽ nhỏ hơn độ dày ban đầu. Dưới đây là một lớp 6 điển hình

5. Phim bán bảo dưỡng

Thông số kỹ thuật (độ dày ban đầu) là 7628 (0,185mm), 2116 (0,105mm), 1080 (0,075mm), 3313 (0,095mm). Độ dày thực tế sau khi ép thường nhỏ hơn 10-15um so với giá trị ban đầu. Có thể sử dụng tối đa 3 pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre Có thể sử dụng ít nhất một pre-nhúng, nhưng một số nhà sản xuất yêu cầu ít nhất hai. Nếu phôi pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-pre-

Màng hàn: Độ dày của màng hàn trên lá đồng là C2 8-10um, độ dày của màng hàn bề mặt không có lá đồng C1 thay đổi theo độ dày của đồng bề mặt. C1 13-15um khi bề mặt đồng dày 45um và C2 17-18um khi bề mặt đồng dày 70um.

Mặt cắt dây: Chúng ta sẽ nghĩ rằng mặt cắt của dây là hình chữ nhật, nhưng thực sự là hình thang. Lấy lớp trên cùng làm ví dụ, cơ sở trên của hình thang ngắn hơn 1 triệu so với cơ sở dưới cùng khi độ dày của lá đồng là 1 OZ. Ví dụ: chiều rộng đường là 5 triệu, thì đáy trên cùng là khoảng 4 triệu và đáy dưới cùng là 5 triệu. Sự khác biệt giữa bệ trên và bệ dưới có liên quan đến độ dày của đồng. Bảng sau đây cho thấy mối quan hệ giữa cơ sở trên và cơ sở dưới của một hình thang trong các điều kiện khác nhau.

Hằng số điện môi Hằng số điện môi của phôi pre-nhúng liên quan đến độ dày

Hằng số điện môi của tấm có liên quan đến vật liệu nhựa được sử dụng. Các tấm FR4 có hằng số điện môi 4,2-4,7 và sẽ giảm khi tần số tăng lên.

Yếu tố mất điện môi: Dưới tác động của điện trường xoay chiều, năng lượng tiêu thụ bởi nhiệt được tạo ra bởi vật liệu điện môi được gọi là tổn thất điện môi và thường được biểu thị bằng yếu tố mất điện môi tan. Giá trị điển hình của S141A là 0,015. Chiều rộng dòng tối thiểu và khoảng cách dòng để xử lý có thể được đảm bảo: 4mil/4mil.

Yêu cầu dấu vết PCB khác biệt

(1) Xác định cách dây, thông số và tính toán trở kháng. Các đường cắt vi sai được chia thành các mô hình vi sai đường bên ngoài và các mô hình vi sai đường bên trong. Trở kháng có thể được tính bằng phần mềm tính toán trở kháng có liên quan như POLAR-SI9000 hoặc công thức tính toán trở kháng bằng cách thiết lập các tham số hợp lý.

b) Lấy đường đẳng cách song song. Xác định chiều rộng và khoảng cách của dấu vết. Khi định tuyến dấu vết, hãy định tuyến chính xác theo chiều rộng và khoảng cách được tính toán. Khoảng cách giữa hai dấu vết phải luôn được giữ nguyên, nghĩa là chúng phải song song. Có hai cách song song: một là hai đường thẳng chạy cạnh nhau và một là hai đường thẳng chạy bên dưới. Thông thường, cố gắng tránh sử dụng tín hiệu thứ hai, tức là tín hiệu chênh lệch giữa các lớp, vì trong quá trình xử lý thực tế của bảng PCB, độ chính xác của căn chỉnh cán giữa các lớp thấp hơn nhiều so với độ chính xác khắc của cùng một lớp và không thể sử dụng tổn thất phương tiện truyền thông trong quá trình cán. Đảm bảo rằng khoảng cách giữa các đường chênh lệch bằng với độ dày của điện môi giữa các lớp, điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi trở kháng chênh lệch đối với các cặp chênh lệch giữa các lớp. Nên sử dụng càng nhiều sự khác biệt trong cùng một lớp càng tốt.