정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
세계 전자 산업의 기술 혁명과 산업 구조적 변화는 인쇄 회로의 개발에 새로운 기회와 도전을 가져왔습니다.전자 장비의 소형화, 디지털화, 고주파수 및 다기능화의 발전으로 인해 PCB 인쇄 회로는 전자 장비의 전기 상호 연결에서 금속 철사로서 전류 흐름이 있는지 여부에 대한 문제뿐만 아니라 신호 전송 라인으로 역할합니다.효과.
즉, 고주파 신호와 고속 디지털 신호의 전송에 사용되는 PCB의 전기 테스트를 위해 회로 연속성과 단회로가 요구 사항을 충족하는지, 또한 특성 임피던스 값이 지정된 자격 범위 내에 있는지 측정해야 합니다.두 방향이 자격이 있는 경우에만 회로판은 요구 사항을 충족합니다.
인쇄 회로 보드에 의해 제공되는 회로 성능은 신호 전송 중에 반사를 방지하고, 신호를 완전히 유지하고, 전송 손실을 줄이고, 일치하는 임피던스의 역할을 할 수 있어야합니다.이 기사는 실제로 일반적으로 사용되는 표면 마이크로 스트립 구조 다층 보드의 특징 임피던스 제어에 대해 논의합니다.
1. 표면 마이크로 스트립 라인과 특징 임피던스표면 마이크로 스트립 라인의 특징 임피던스는 상대적으로 높으며 실제에서 널리 사용됩니다.외부 층은 임피던스를 제어하는 신호선 표면입니다.그것은 절연 재료로 인접한 참조 평면에서 분리됩니다.특성 임피던스의 계산.공식은 다음과 같습니다:
a. 마이크로 스트립
Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]는 W가 선 폭이고, T는 추적의 구리 두께이고, H는 참조 평면에 대한 추적입니다 거리, Er는 PCB 재료의 절전성 상수입니다.이 공식은 0.1<(W/H)<2.0 및 1<(Er)<15 때 적용해야합니다.
b. 스트립라인
Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67Ï€(0.8W+T)]} 여기서 H는 두 개의 참조 평면 사이의 거리이며, 추적은 두 개의 참조 평면 중간에 위치하고 있습니다.이 공식은 W/H<0.35 및 T/H<0.25
특성 임피던스에 영향을 미치는 주요 요인은 (1) 절전성 상수 Er, (2) 절전성 두께, (3) 철사 폭 W 및 (4) 철사 구리 두께입니다.따라서 특징적인 임피던스와 기판 재료 (구리 클래드 보드 사이의 관계)는 매우 가까워서 기판 재료의 선택은 PCB 설계에서 매우 중요합니다.
고주파수 PCB
2. 물자의 절전성 상수 및 그 영향력
재료의 절전성 상수는 1Mhz의 주파수에서 재료의 제조업체에 의해 결정됩니다.다른 제조업체가 생산하는 동일한 재료는 수지 함량이 다르기 때문에 다릅니다.이 연구는 에폭시 유리 피복을 예로 사용하여 절전성 상수와 주파수 변화 사이의 관계를 연구합니다.
절전성 상수는 주파수가 증가함에 따라 감소합니다.따라서, 실용적인 응용 프로그램에서 재료의 절전성 상수는 작동 주파수에 따라 결정되어야합니다.일반적으로, 평균 값은 요구 사항을 충족하기 위해 사용될 수 있습니다.절전성 재료의 신호의 전송 속도는 절전성 상수가 증가함에 따라 감소합니다.
따라서 높은 신호 전송 속도를 얻기 위해서는 재료의 절전성 상수를 줄여야 하며 동시에 높은 전송 속도를 얻어야 합니다.높은 특성 저항 값을 사용하고 높은 특성 저항 값은 낮은 절연 일정한 재료를 선택해야합니다.
3. 철사 폭과 두께의 영향
철사 폭은 특성 임피던스 변화에 영향을 미치는 주요 매개 변수 중 하나입니다.그림은 표면 마이크로 스트립 라인을 예로 사용하여 임피던스 값과 와이어 폭 사이의 관계를 설명합니다.그림에서 볼 수 있는 것은 철사 폭이 0.025mm로 변경되면 임피던스 값이 5-6 이이이름으로 변경됩니다.
실제 생산에서 18μm 구리 포일이 신호 선 표면의 임피던스를 제어하기 위해 사용되면 허용 가능한 철사 폭 변화 허용은 ±0.015mm입니다.제어 임피던스 변화의 허용이 35μm 구리 포일이라면 허용 가능한 철사 폭 변화 허용은 0.025mm입니다.생산에서 허용 가능한 철사 폭 변화가 임피던스 값에 큰 변화를 일으킬 수 있음을 볼 수 있습니다.폭은 다양한 설계 요구 사항에 따라 디자이너에 의해 결정됩니다.그것은 철사 운반 용량과 온도 상승의 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 원하는 임피던스 값을 얻어야합니다.
이것은 제조업체가 생산 중에 라인 폭이 설계 요구 사항을 충족하도록 보장하고 임피던스 요구 사항을 충족시키기 위해 허용 범위 내에서 변경해야합니다.철사의 두께는 또한 도체의 필요한 전류 전달 용량과 허용 온도 상승에 따라 결정됩니다.
생산에서 사용의 요구 사항을 충족시키기 위해 도금 층의 두께는 일반적으로 평균 25μm 이며 철사의 두께는 구리 포일의 두께와 도금 층의 두께와 같습니다.전기 도금하기 전에 철사의 표면이 깨끗해야하며, 잔류물과 수리 오일 블랙이 없어야하며, 이는 전기 도금 중에 구리가 도금되지 않도록 만들어 지역 철사의 두께를 변경하고 특징적 인 임피던스 값에 영향을 미칠 것입니다.또한, 당신은 솔질 과정에서 조심해야합니다;임피던스 값이 변경되기 때문에 철사의 두께를 변경하지 마십시오.
4. 중간 두께의 영향
공식에서 특성 임피특특성 임피던스가 절연 두께의 자연 로가리즘에 비례한다는 것을 볼 수 있습니다.It can be seen from the formula that the characteristic impedance is proportional to the natural logarithm of the dielectric thickness.따라서, 절연 두께가 두따따수록 임피던스 값이 커질수록 절연 두께는 특성 저항 값에 영향을 미치는 또 다른 주요 요인입니다.철사 폭과 재료의 절연 상수가 생산 전에 결정되었기 때문에 철사 두께 프로세스 요구 사항은 고정 값으로 사용될 수 있으므로 라미네이트 두께 (절연 두께)를 제어하는 것은 생산에서 특성 임피던스를 제어하는 주요 방법입니다.
그림에서, 특성 임피던스 값과 절연 두께의 변화 사이의 관계를 그릴 수 있습니다.그림에서 볼 수 있는 것은 매체의 두께가 0.025mm로 변경될 때 +5-8ohm의 임피던스 값에 대응하는 변화를 일으킬 것입니다.실제 생산 과정에서 각 층의 두께의 허용 변화는 임피던스 값을 크게 변화시킬 것입니다.큰 변화실제 생산에서, 다른 유형의 프리프레그가 절연 매체로 선택되고, 절연 매체의 두께는 프리프레그의 수에 따라 결정됩니다.
표면 마이크로 스트립 라인을 예로 들어 보십시오. 생산 과정에서 그림을 참조하십시오.해당 작동 주파수에서 절연 재료의 절연 상수를 결정하고, 해당 임피던스 값을 계산하기 위해 공식을 사용하고, 사용자가 제안한 철사 폭 값과 임피던스 값에 따라, 그래프를 통해 해당 절연 두께를 찾고, 선택한 구리 클레이드 라미네이트와 구리 포일의 두께는 프리프레그의 유형과 수를 결정합니다.
마이크로 스트립 라인 구조의 설계는 같은 절연 두께와 재료, 일반적으로 20Ω-40Ω에서 스트립 라인 설계보다 더 높은 특성 임피던스 값을 가지고 있음을 그림에서 볼 수 있습니다.따라서 마이크로 스트립 라인 구조 설계는 대부분 고주파 및 고속 디지털 신호 전송에 사용됩니다.동시에, 매체의 두께가 증가함에 따라 특징적인 임피던스 값이 증가할 것입니다.
따라서 엄격히 제어되는 특성 임피던스 값을 가진 고주파 회로의 경우 구리 클레이드 라미네이트의 절연 두께의 오류에 엄격한 요구 사항을 적용해야합니다.일반적으로 구리 클래딩 라미네이트의 절연 두께는 10% 이상 변하지 않습니다.다층 보드의 경우, 절연 두께는 여전히 과정입니다.특히 다층 라미네이션 처리와 밀접하게 관련된 요소들도 밀접하게 제어되어야 합니다.
실제 생산에서 와이어의 폭과 두께, 절연 재료의 절연 상수 및 절연 매체의 두께가 약간 변경되면 특징 임피던스가 변경됩니다.
또한 특성 임피던스는 다른 생산 요인과 관련이 있으므로 특성 임피던스 제어를 달성하기 위해 생산자는 특성 임피던스 값 변화에 영향을 미치는 요인을 이해해야하며 실제 생산 조건을 통제하고 각 프로세스 매개 변수를 디자이너의 요구 사항에 따라 조정하여 원하는 임피던스 값을 얻기 위해 허용 가능한 허용 범위 내에서 변경을 수행해야합니다.
