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Factores que influyen en la Impedancia de la placa de PCB y sus contramedidas
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Factores que influyen en la Impedancia de la placa de PCB y sus contramedidas

Factores que influyen en la Impedancia de la placa de PCB y sus contramedidas

2022-06-08
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Author:pcb

La industria electrónica crecerá más del 20% anual, Y PCB Board La industria también crecerá con el desarrollo de toda la industria electrónica. Tasa de crecimiento superior al 20%. La revolución tecnológica y el cambio de la estructura industrial de la industria electrónica mundial han traído nuevas oportunidades y desafíos al desarrollo de circuitos impresos. El desarrollo de circuitos impresos con miniaturización, Digitalización, Alta frecuencia, Y la versatilidad de los dispositivos electrónicos. Interconexiones eléctricas como dispositivos electrónicos - cables metálicos en PCB, No se trata s ólo de si la corriente fluye o no.. Por el contrario, Actúa como una línea de transmisión de señales. Es decir,, Ensayo eléctrico de placas de circuitos impresos para la transmisión de señales de alta frecuencia y señales digitales de alta velocidad. No sólo es necesario medir, Cerrar, and short circuit of the circuit (or network) meets the requirements, Y si la impedancia característica está dentro del rango de calificación especificado. Sólo si ambas direcciones están bien, Si la placa de circuito impreso cumple los requisitos. La placa de circuito impreso debe proporcionar un rendimiento de circuito que impida la reflexión durante la transmisión de la señal, Mantener la señal intacta, Reducir la pérdida de transmisión, Y juega el papel de emparejamiento de impedancia para hacer un, Confiable, No hay interferencia, Se puede obtener una señal de transmisión sin ruido. En este trabajo se discute el control de impedancia característica de placas multicapas con estructura de línea MICROSTRIP de superficie comúnmente utilizada en la práctica..

PCB Board

1. Línea MICROSTRIP superficial e impedancia característica

Las líneas MICROSTRIP superficiales se utilizan ampliamente en la práctica debido a su alta impedancia característica. Su capa exterior es la superficie de la línea de señal de impedancia controlada y separada de la superficie de referencia adyacente por material aislante.

Para la estructura de la línea MICROSTRIP superficial, la fórmula para calcular la impedancia característica es la siguiente:

Z0 = 87 / sqrt (1,41) ⅱ ln [(5,98 h) / (0,8 W + t)]

Z0: impedancia característica del cable impreso:

Constante dieléctrica del material aislante:

Espesor del medio entre el cable impreso y el plano de referencia:

Anchura de la línea de impresión:

Espesor del cable impreso.


2. Constante dieléctrica del material y su influencia

La constante dieléctrica del material se determina midiendo la frecuencia de 1 MHz por el fabricante del material. El mismo material producido por diferentes fabricantes varía según su contenido de resina. En este trabajo, la relación entre la constante dieléctrica y el cambio de frecuencia se estudia tomando como ejemplo la tela de vidrio epoxi. La constante dieléctrica disminuye con el aumento de la frecuencia, por lo que en la aplicación práctica, la constante dieléctrica del material debe determinarse de acuerdo con la frecuencia de trabajo. En general, se puede utilizar un valor medio para cumplir los requisitos, y la velocidad de transmisión de la señal en el material dieléctrico disminuirá con el aumento de la constante dieléctrica. Por lo tanto, para obtener una alta velocidad de transmisión de la señal, la constante dieléctrica del material debe reducirse, mientras que la alta resistencia característica debe ser utilizada para obtener una alta velocidad de transmisión, y el material de baja constante dieléctrica debe ser seleccionado para obtener una alta impedancia característica.



3. Influencia de la anchura y el espesor del alambre

La anchura del cable es uno de los principales parámetros que influyen en la variación de la impedancia característica. Cuando la anchura del cable cambia 0025 mm, el valor de impedancia cambia de 5 a 6 islas. En la producción real, si se utiliza una lámina de cobre de 18um en la superficie del cable de señal que controla la impedancia, la tolerancia de desviación permitida para la anchura del cable es de ± 0015mm. Si la tolerancia de variación de la Impedancia de control es de 35 um de cobre, la tolerancia de variación permitida del ancho de línea es de ± 0003 mm. se puede ver que la variación permitida del ancho de línea en la producción causará una gran variación en el valor de la impedancia. La anchura del conductor es determinada por el diseñador de acuerdo con los diversos requisitos de diseño. No sólo necesita satisfacer la demanda de carga de corriente y aumento de temperatura, sino también obtener el valor de impedancia necesario. Esto requiere que el fabricante vele por que el ancho de línea cumpla los requisitos de diseño y cambie dentro de la tolerancia para satisfacer los requisitos de impedancia. El espesor del conductor también se determina sobre la base de la capacidad de carga de corriente requerida y el aumento de temperatura permitido del conductor. Con el fin de satisfacer los requisitos de producción, el espesor medio del recubrimiento es generalmente de 25 um. El espesor del conductor es igual al espesor de la lámina de cobre más el espesor del recubrimiento. Se debe tener en cuenta que la superficie del conductor debe estar limpia antes de la galvanoplastia, y no debe haber residuos ni manchas de aceite de borde para evitar el recubrimiento de cobre en el proceso de galvanoplastia, cambiando así el espesor del conductor local y afectando el valor de la impedancia característica. Además, se debe tener cuidado de no cambiar el espesor del alambre y causar cambios en los valores de impedancia durante el proceso de cepillado.


4. Influencia del espesor dieléctrico (h)

De la fórmula (1) se puede ver que la impedancia característica Z0 es proporcional al Logaritmo natural del espesor dieléctrico, por lo que se puede ver que cuanto más grueso es el espesor dieléctrico, más grande es Z0, por lo que el espesor dieléctrico es otro factor importante que afecta el valor de la resistencia característica. Debido a que la anchura del alambre y la constante dieléctrica del material se han determinado antes de la producción, el requisito tecnológico del espesor del alambre también se puede utilizar como valor fijo, por lo que el control del espesor del laminado (espesor dieléctrico) es el método principal para controlar la impedancia característica en la producción. Se obtiene la relación entre la impedancia característica y la variación del espesor del Medio. Cuando el espesor del Medio cambia 0025 mm, el valor de impedancia cambia de + 5 a 8 islas. En el proceso de producción real, los cambios permitidos en el espesor de cada capa causarán grandes cambios en el valor de impedancia. En la producción real, se seleccionan diferentes tipos de prepreg como medio de aislamiento, y el espesor del medio de aislamiento se determina de acuerdo con la cantidad de prepreg. Tomando como ejemplo la línea de MICROSTRIP superficial, se determina la constante dieléctrica del material aislante a la frecuencia de trabajo correspondiente, y luego se utiliza la fórmula para calcular el Z0 correspondiente. A continuación, el tipo y la cantidad de prepreg se determinan de acuerdo con el espesor de la lámina de cobre y el chapado de cobre seleccionados.


Influencia del espesor dieléctrico de diferentes estructuras en Z0

En comparación con el diseño de la línea de banda, el diseño de la estructura de la línea MICROSTRIP tiene una impedancia característica más alta, generalmente 20 - 40 islas más grandes, con el mismo espesor y material dieléctrico. Por lo tanto, el diseño de la estructura de la línea MICROSTRIP se utiliza principalmente para la transmisión de señales digitales de alta frecuencia y alta velocidad. Mientras tanto, la impedancia característica aumentará con el aumento del espesor del Medio. Por lo tanto, para las líneas de alta frecuencia con un control estricto de la impedancia característica, el error de espesor dieléctrico debe ser estrictamente necesario. En general, el espesor dieléctrico no debe variar más del 10%. El espesor del medio también es un factor de procesamiento para la placa multicapa, especialmente cuando está estrechamente relacionado con el proceso de laminado multicapa, por lo que debe ser controlado estrechamente.


5. Conclusión

En la producción real, La anchura y el espesor del alambre cambian ligeramente, Constante dieléctrica del material aislante, El espesor del medio aislante puede causar cambios en la impedancia característica, Los valores característicos de impedancia también estarán relacionados con otros factores de producción. Por consiguiente,, Para realizar el control de la impedancia característica, El fabricante debe comprender los factores que influyen en la variación de los valores de impedancia característicos, Dominar la producción real, De acuerdo con los requisitos de los diseñadores, ajustar los parámetros del proceso para que cambien dentro de los límites de tolerancia permitidos.. Para obtener el valor de impedancia deseado en PCB Board.