Печатные платы контроля импеданса

Что такое контроль импеданса печатной платы

Печатная плата с контролем импеданса - это тип печатной платы, которая предназначена для поддержания постоянного импеданса по всей плате. Импеданс печатной платы - это мера сопротивления прохождению сигнала переменного тока (AC). Это важный параметр, влияющий на производительность высокоскоростных цифровых и аналоговых схем.

С увеличением скорости работы электронных схем возрастает потребность в печатных платах с контролируемым характеристическим сопротивлением, и большинство Производители печатных плат производятся печатные платы с контролем импеданса для многих приложений.

Возможности производства печатных плат с контролем импеданса

PCBcontact является профессиональным производителем печатных плат, который может производить высококачественные продукты HDI PCB. Проверьте наш Возможности производства печатных плат в следующей таблице:

Ежемесячная возможность	3650 м²/месяц
Слой	4 слоя
Материал	FR4, TG180
Толщина готовой плиты	1.6m
Минимальная ширина трассировки/пространство	8/8мил
Минимальный размер отверстия	0,25 мм
Минимальная толщина меди в отверстии	1 унция
Внешний слой Толщина готовой меди	3 унции
Толщина базовой меди внутреннего слоя	3 унции
Допуск на контроль импеданса	±10%

Почему необходимо контролировать импеданс печатной платы

Если для правильной работы сигнала требуется определенный импеданс, предпочтение следует отдать управляемому импедансу. В высокочастотных приложениях поддержание постоянного импеданса на всей электронной плате необходимо для защиты передаваемых данных от повреждения и сохранения четкости сигнала. Чем длиннее трасса или выше частота, тем больше адаптации требуется. Любая неточность на этом этапе может увеличить время переключения электронного устройства или схемы и привести к непредвиденным ошибкам.

Неконтролируемый импеданс трудно проанализировать после установки компонентов в схему. Компоненты имеют различные допуски в зависимости от партии. Кроме того, на их характеристики влияют перепады температуры, что может привести к сбоям в работе. В таких случаях замена компонента может показаться решением проблемы, когда на самом деле причиной является неподходящий импеданс трассы.

Именно поэтому импедансы трасс и их допуски должны проверяться на ранних этапах проектирования печатной платы. Дизайнеры должны работать рука об руку с производителем, чтобы гарантировать соответствие значений компонентов.

Факторы, влияющие на контроль импеданса

Существует несколько факторов, влияющих на управляемый импеданс печатной платы: толщина диэлектрика, ширина трассы, толщина меди, диэлектрическая проницаемость Er материала, выбранного для изготовления стека, и толщина паяльной маски.

Ширина трассы: Чем больше ширина трассы, тем ниже импеданс. Чем меньше ширина трассы, тем больше импеданс. Увеличение толщины платы увеличивает импеданс, а уменьшение - уменьшает.
Толщина диэлектрика: Толщина диэлектрика также влияет на импеданс. Диэлектрическая прочность материала - это мера электрической прочности изолятора. Она определяется как максимальное напряжение, необходимое для пробоя диэлектрика через материал, и выражается в вольтах на единицу толщины.
Толщина меди: Толщина меди также учитывается при расчете импеданса трассы в высокоскоростных и радиочастотных цифровых схемах.
Диэлектрическая проницаемость: Диэлектрическая проницаемость - это отношение электрической проницаемости материала к электрической проницаемости в вакууме. В печатной плате диэлектрическая проницаемость имеет тенденцию изменяться обратно пропорционально частоте. Печатная плата с низкой и стабильной диэлектрической проницаемостью подходит для высоких частот и контролируемого импеданса. Более сложная диэлектрическая проницаемость может влиять на импеданс непредсказуемым образом.

Другие соображения по дизайну

Линии трассировки следует делать как можно короче и по возможности уменьшать их длину. Если длина трасс достаточно велика, следует использовать заделки для предотвращения отражений.

Следует избегать прокладки шлейфов и разрывов, которые усиливают отражения и ухудшают качество сигнала.

При прокладке дифференциальных пар старайтесь, чтобы сигнальные пары имели одинаковую длину.

Использование обратного сверления - в толстой объединительной плате, где сигнал проходит от верхнего слоя к одному из внутренних слоев, оставшийся медный ствол сквозного отверстия или контакт прижимного разъема будет представлять собой шлейф, что приведет к отражению. Обратное сверление удаляет нежелательную медь. Это метод, используемый для удаления неиспользуемой части или шлейфа медного ствола из сквозного отверстия в печатной плате.

Рассмотрите возможность использования иммерсионного серебра в качестве финишного покрытия вместо ENIG. Иммерсионное серебро дает меньшие вносимые потери (потери), чем ENIG, только потому, что содержание никеля в ENIG имеет большие потери, а из-за скин-эффекта оно не очень хорошо подходит для высокоскоростных конструкций. Плоскостность накладки так же хороша, как и у ENIG, и она более обрабатываема, чем ENIG.

Уменьшите размер антипадов на слоях плоскости. Антипады - это места, где удаляются накладки или удаляется медь на слоях плоскости, где накладка не должна или не соединяется с этой плоскостью. Иногда размер антипадов слишком велик, что создает ненужные пустоты в плоскости. Если сделать антипад немного меньше, то можно добиться большей целостности плоскости, что приведет к более чистому сигнальному и обратному пути.

Как рассчитать дифференциальный импеданс

Чтобы обеспечить целостность сигналов в высокоскоростных печатных платах, необходимо обеспечить высокие характеристики импеданса в соединениях проводников.

Их можно определить только после расчета управляемого импеданса печатной платы на основе спецификаций импеданса, разводки и наращивания слоев.

Вы можете использовать калькулятор импеданса онлайн. Он поможет вам рассчитать ширину трассы, односторонний или дифференциальный импеданс - как для микрополосковых, так и для стриплинговых моделей - и другие параметры, такие как высота диэлектрика, диэлектрическая проницаемость и толщина трассы. Инструмент также предоставляет руководство по значениям диэлектрической проницаемости для различных материалов печатных плат.

Также вы можете связаться с нами, чтобы получить расчет импеданса.

Часто задаваемые вопросы о печатной плате контроля импеданса

1. Что такое импеданс?

Импеданс, измеряемый в Омах (символ Ω), несколько отличается от сопротивления. Импеданс - это характеристика переменного тока, в то время как сопротивление - характеристика постоянного тока. Импеданс становится важным при увеличении частоты сигнала, обычно он становится критичным для трасс печатной платы при частоте сигнала от двух-трех сотен МГц и выше.

2. Как работает контроль импеданса?

Контроль импеданса включает в себя определение требуемого импеданса для трасс и линий передачи на печатной плате. Это особенно важно для высокоскоростных сигналов и может зависеть от материала подложки, ширины меди и маршрутизации.

3. Каковы 3 типа импеданса?

Импеданс работает с помощью трех основных элементов, а именно индуктора, конденсатора и резистора. Он также дает представление о двух типах импеданса - входном и выходном - и типах сопротивления, которое они обеспечивают.

4. Почему импеданс важен в цепи?

Импеданс - при неправильном подборе - оказывает крайне негативное влияние на работу схемы. Без правильного согласования импеданса на пути от источника к нагрузке могут возникать отражения.

5. Почему более высокий импеданс лучше?

Более высокоимпедансная катушка имеет больше витков, что позволяет создать более совершенную систему двигателя с меньшим количеством компромиссов, что приводит к лучшему общему звучанию и улучшенному воспроизведению низких частот.

6. Почему при разводке печатной платы используется импеданс 50 Ом?

50 Ом - это наименее плохой компромисс между импедансом, соответствующим минимальным потерям, максимальной мощности и максимальному напряжению.

7. Что такое характеристический импеданс в печатной плате?

Наиболее важным из них является характеристический импеданс, который представляет собой просто импеданс линии передачи на печатной плате в полной изоляции от любой другой линии передачи. Обычно это значение составляет 50 Ом, хотя оно может иметь и другое значение в зависимости от стандарта сигнализации, используемого в вашем устройстве.

8. Что влияет на импеданс в печатной плате?

Несколько факторов, влияющих на контроль импеданса при проектировании печатной платы, включают ширину трассы, толщину меди, толщину диэлектрика и диэлектрическую проницаемость.