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Technologie PCB
Discussion sur la précision du contrôle de l'impédance caractéristique des PCB
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Discussion sur la précision du contrôle de l'impédance caractéristique des PCB

Discussion sur la précision du contrôle de l'impédance caractéristique des PCB

2021-08-16
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Author:ipcb

With the rapid development of computer-led circuit signal transmission, Une des questions les plus importantes Circuits imprimés is required to maintain signal stability during high-speed signal transmission without malfunction, Cela nécessite une impédance caractéristique du capteur Circuits imprimés used. Améliorer la précision du contrôle. Put forward more stringent requirements on the accuracy of characteristic impedance control, C'est un grand défi pour nous. Fabricant de Circuits imprimés. Alors..., Cet article traite de la façon de répondre aux exigences strictes des clients en matière de précision du contrôle de l'impédance.. Les collègues sont très utiles.


1 Introduction


Avec le développement rapide des produits électroniques, il est nécessaire de contrôler l'impédance caractéristique des Circuits imprimés afin d'obtenir une grande précision. En prenant comme exemple le développement de l'ordinateur à grande vitesse, on peut illustrer la tendance au développement de cette demande.

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Au départ, the ±10(%) control accuracy requirement for Circuits imprimés was established by the application of Direc Rambus DRAM module (RIMM) with 800MHz frequency signal in the circuit. This is to ensure that the internal circuit of the computer host and the switch achieves higher speed operations. Non seulement les produits informatiques sont équipés de rimm, but many electronic products also require the circuit on the substrate to be well matched. Précision du contrôle de l'impédance caractéristique du système Circuits imprimés boards used by some customers is not limited to the original ±15% or ±10. %, some impedance control accuracy requirements are increased to ±8% or even ±5%, C'est un grand défi pour nous. Fabricant de Circuits imprimés. This article mainly focuses on how to meet customers' strict impedance control accuracy requirements, J'espère que ça vous aidera. Circuits imprimés manufacturing counterparts.


2. Analyse de précision du contrôle de l'impédance


En gros, it is easy for the transmission line system of the multilayer board to reach 60±10%Ω, Mais il est un peu difficile d'atteindre 75% ± 5%, or even 50±5%Ω. L'erreur de 5% s'applique même aux produits ayant des spécifications plus élevées. Ce n'est pas courant dans les applications, but there are still some customers who have put forward the requirement of ±5% for impedance control accuracy. Voici un exemple.


Voici une sorte de carton produit par Notre entreprise. Exigences relatives aux tôles: 4 tôles laminées, l'épaisseur des tôles finies est de 1,0 ± 0,10 mm, les tôles sont en fr4, le client a une structure stratifiée spécifiée, voir la figure ci - dessous

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2.1 Simulation calculation of Circuits imprimés characteristic impedance


Pour les circuits imprimés qui ont des exigences en matière de contrôle de l'impédance, il est courant dans les usines de Circuits imprimés de concevoir des échantillons d'impédance à des endroits appropriés sur les côtés des circuits imprimés. Ces échantillons d'impédance ont la même structure hiérarchique et linéaire d'impédance que les Circuits imprimés. Avant la conception de l'échantillon d'impédance, l'impédance sera simulée à l'avance à l'aide d'un logiciel de calcul de l'impédance pour prédire l'impédance. Parmi eux, le système d'essai et le logiciel de calcul de l'OPCVM mis au point par Polar Corporation au Royaume - Uni ont été utilisés par de nombreux fabricants de Circuits imprimés depuis 1991, avec un fonctionnement simple et une forte capacité de calcul fonctionnelle. Cependant, quelle que soit la puissance du système, sa capacité de calcul et ses outils de résolution sur le terrain pour calculer l'impédance dépendent de l'utilisation de matériaux « idéaux », et il y aura toujours une certaine déviation entre les résultats de la simulation et les résultats réels de la mesure de l'impédance. Par conséquent, lorsque la précision de contrôle de l'impédance du client est de ± 5%, il est particulièrement important d'utiliser un logiciel avec une plus grande précision de calcul pour effectuer une prédiction de simulation plus précise. Pour ce faire, nous utilisons le dernier logiciel de calcul polar si8000k, un solveur rapide d'impédance contrôlée, développé par Polar au Royaume - Uni, pour effectuer des simulations et des prévisions. Selon les exigences du client: afin de répondre à une impédance de 50 ± 5%, l'usine de Circuits imprimés peut ajuster correctement la structure stratifiée. Le poids de la ligne d'impédance ne peut pas être ajusté. Les résultats de la simulation sont donc les suivants:

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2.2 Circuits imprimés production process control


2.2.1 production de machines d'exposition parallèles


Because non-parallel light belongs to a point light source, La lumière émise est dispersée. Alors..., La lumière pénètre dans le film sec photosensible ou dans un autre film résistant à la corrosion liquide à travers le film négatif et est exposée à différents angles, and are exposed and developed. Il y a une certaine déviation entre le motif et le motif sur le film. The parallel light is irradiated to the photosensitive dry film or other liquid resist film in the vertical direction for exposure. Alors..., the width of the exposed wire on the photosensitive layer will be very close. Largeur du fil sur le film, in this way, Permet un poids de ligne plus précis, thereby reducing the impact of this deviation on impedance.


2.2.2 la Feuille de cuivre à base externe doit être une feuille de cuivre mince.


En raison du développement rapide des circuits fins, les feuilles de cuivre minces ont été largement développées et utilisées. Au début, l'épaisseur des feuilles de cuivre variait principalement de 1oz à 1 / 2oz, et 1 / 3oz et 1 / 4oz ont également été développés. Encore plus mince, comme une feuille de cuivre de 1 / 7 once. Parce que l'épaisseur plus mince de la Feuille de cuivre est propice à la fabrication et au contrôle de la largeur et de l'intégrité du conducteur, ce qui contribue à assurer la précision du contrôle de l'impédance. Comme l'épaisseur de la Feuille de cuivre externe du client est de 1oz, nous avons choisi la Feuille de cuivre 1 / 3oz comme couche externe de la plaque à quatre couches. Après le placage ultérieur, l'épaisseur du cuivre de surface du client peut être de 1oz cuivre. Les exigences en matière d'épaisseur non seulement répondent aux exigences des clients en matière d'épaisseur du cuivre de surface, mais elles aident également à contrôler l'uniformité de la largeur de ligne pendant la gravure.


2.2.3 laminage de la Feuille de cuivre par une presse chauffante sous tension


Le mode de chauffage de la presse stratifiée est le chauffage électrique et le chauffage à la vapeur. Notre société adopte la presse à vide multicouche produite par la société italienne CEDAL et adopte la technologie adara. Le système utilise une feuille de cuivre laminée pour envelopper le prépreg et la couche interne. La planche est empilée pièce par pièce. La Feuille de cuivre est mise sous tension dans le laminoir pour obtenir un effet de chauffage et une répartition de la température. La répartition de la température peut atteindre 177 ± 2 °C sur l'ensemble du stratifié. Au cours du processus de pressage, la fluidité de la résine est relativement uniforme, l'épaisseur et la planéité du stratifié peuvent atteindre ± 0025 mm et l'épaisseur de la couche diélectrique intercalaire est relativement uniforme.


2.2.4 production par placage complet


Afin d'obtenir une épaisseur et une largeur relativement uniformes des conducteurs pour s'assurer que l'impédance se situe dans les limites des tolérances spécifiées, les Circuits imprimés sont produits directement après le forage par placage complet de la plaque, où la densité du courant est réduite de façon appropriée. Étant donné que les Circuits imprimés entrent directement après le placage de la plaque entière poreuse et que, dans certaines conditions de placage, toute la surface de la plaque est soumise à une densité de courant uniforme, l'épaisseur du cuivre de toute la surface de la plaque et du trou est relativement uniforme. Cela permet de contrôler l'uniformité de l'épaisseur et de la largeur de ligne du cuivre de surface (parce que l'uniformité de l'épaisseur du cuivre peut nuire à l'uniformité de la gravure), de contrôler l'impédance caractéristique des Circuits imprimés et de réduire leur volatilité.


2.2.5 autres aspects


Bien sûr., in order to meet the customer's 50±5%Ω (50±2.5Ω) impedance control requirements, etching lines and silk screen green oil should also be controlled to ensure the uniformity of the wire width and the thickness of the green oil layer on the wire surface.


2.3 Impedance measurement of Circuits imprimés


Impedance measurement is usually done using a time domain reflectometer (TDR), and TDR (time domain reflectometer) has become an established technique for measuring the characteristic impedance on a printed circuit board. La mesure de l'impédance est également importante pour une impédance caractéristique avec une précision de ± 5%. Il est nécessaire d'assurer l'exactitude des mesures, Sinon, la carte de circuit avec une impédance acceptable sera considérée comme non qualifiée..


2.3.1 Étalonnage à l'aide d'un étalon d'impédance traçable avant la mesure


Parce que le TDR pour la mesure de l'impédance est un outil de mesure RF de haute précision, during the measurement process, Les mesures TDR doivent être effectuées dans les mêmes conditions DC à l'avant et à l'arrière de la trace.. Since most of the impedance COUPON is not terminated, Therefore, it is best to use a reference air line that has been calibrated to a traceable standard. L'étalonnage du TDR avec une résistance à la charge de haute précision réduit les erreurs de mesure de l'impédance


2.3.2 lors de la mesure, ne placez pas vos mains sur l'éprouvette d'impédance.


When the hand or finger is placed on the impedance COUPON, Modification de la structure d'impédance de la surface, which results in a decrease in the measured impedance. Donc,, the tester should not put his hands or fingers on the impedance COUPON during the test.


2.3.3 fixer l'éprouvette d'impédance à l'aide d'un dispositif d'essai fixe pendant l'essai.


La méthode habituelle d'essai de l'impédance consiste à placer l'éprouvette d'impédance directement sur la surface de travail.. This will affect the measurement result, Parce que la surface de travail a sa propre constante d'isolation. Si l'éprouvette d'impédance est en contact direct avec la surface de travail, the impedance test result will be obtained. Bien sûr., the impedance control accuracy requirements are not very strict. Cependant,, when testing the characteristic impedance with an accuracy of ±5% for similar measurement impedance, Les éprouvettes d'impédance doivent être essayées à l'aide d'un dispositif d'essai fixe..


2.3.4 vérifier l'usure des câbles et des sondes RF pendant la mesure


Les câbles RF et les sondes ont une durée de vie limitée et peuvent être usés par l'utilisateur pendant l'utilisation. Les câbles RF et les sondes endommagés affecteront les résultats des mesures d'impédance. Par conséquent, vérifiez l'usure du câble RF et de la sonde pendant la mesure pour vous assurer que la mesure est garantie. Exact.


2.3.5 autres aspects


Bien entendu, afin d'assurer l'exactitude des mesures, il est nécessaire d'éteindre le téléphone cellulaire près de la zone d'essai pendant la mesure et de s'assurer que la sonde d'essai d'impédance TDR est en bon contact avec le coupon d'essai d'impédance pendant la mesure.


3. Résultats et débats


The following is the impedance test result of the board tested by the TDR test system. It can be seen from the result that the impedance tested by the board is between 47.5 â½ 52.5Ω, which fully meets the customer’s 50±5%Ω (50±2.5Ω) Impedance requirements. Therefore, it can be seen that for the customer's impedance control accuracy requirements of ±8% or even ±5%, Il suffit d'utiliser un logiciel avec une plus grande précision de calcul pour des prévisions de simulation plus précises avant la production, Les résultats de la simulation et de la prévision sont ajustés en fonction des paramètres correspondants, et le processus clé du processus de production est spécialement contrôlé.. En même temps, it is still achievable to ensure the accuracy of the measurement during measurement.

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