Oleh kerana kelajuan beralih isyarat PCB terus meningkat, perancang PCB hari ini perlu memahami dan memanipulasi galangan PCB. Sesuai dengan masa penghantaran isyarat yang lebih pendek dan kadar jam yang lebih tinggi daripada litar digital moden, jejak PCB tidak lagi sambungan mudah, tetapi garis penghantaran.
Dalam praktiknya, adalah wajar untuk memanipulasi galangan jejak apabila kelajuan tepi digital melebihi 1 ns atau apabila kekerapan simulasi melebihi 300 Mhz. Salah satu parameter utama jejak PCB ialah impedans ciri (iaitu, nisbah voltan ke semasa semasa gelombang bergerak di sepanjang talian penghantaran isyarat). Impedans ciri konduktor pada papan litar bercetak adalah petunjuk penting susun atur papan. Khususnya dalam perancangan PCB bagi rangkaian frekuensi tinggi, adalah perlu untuk mempertimbangkan sama ada impedans ciri konduktor dan impedans ciri yang diperlukan oleh peralatan atau isyarat adalah perkara biasa dan sepadan. . Ini melibatkan dua konsep: pemacu impedans dan padanan impedans. Artikel ini menunjukkan isu kemudi impedans dan perancangan stack.
Kawalan impedans
Kawalan impedans (eImpedance Controling), terdapat pelbagai isyarat yang dihantar dalam konduktor di papan litar. Ia perlu meningkatkan kekerapan untuk meningkatkan kadar penghantaran. Sekiranya garis itu sendiri terukir, ketebalan berlapis, lebar dawai dan unsur-unsur lain yang lain, impedans itu patut berubah dan isyarat itu diputarbelitkan. Oleh itu, konduktor pada papan litar berkelajuan tinggi, nilai impedansnya perlu dikawal dalam julat tertentu, dipanggil "kawalan impedans."
Galakan PCB akan disahkan oleh induktansi, rintangan dan konduktans induktif dan kapasitifnya. Faktor utama yang mempengaruhi impak PCB adalah: lebar wayar tembaga, ketebalan dawai tembaga, pemalar dielektrik dielektrik, ketebalan dielektrik, ketebalan pad, jalan tanah wayar, dan jejak di sekeliling jejak. Impedans PCB berkisar antara 25 hingga 120 ohm.
Dalam amalannya, talian penghantaran PCB biasanya terdiri daripada jejak wayar, satu atau lebih lapisan rujukan, dan bahan penebat. Jejak dan papak membentuk impedan stereng. PCB sering akan berlapis-lapis dan impedans stereng boleh dibina dengan pelbagai cara. Walau bagaimanapun, tanpa mengira kaedah yang digunakan, nilai impedans akan ditentukan oleh struktur fizikalnya dan sifat-sifat elektrik bahan penebat:
Lebar jejak isyarat dan ketebalan
Ketinggian inti atau bahan yang diisi pada kedua-dua belah jejak
Konfigurasi jejak dan papan
Penebat pemalar teras dan bahan yang telah dipasangkan
Terdapat dua bentuk utama talian penghantaran PCB: Microstrip dan Stripline.
Microstrip:
Garis mikrostrip adalah konduktor jalur, yang merujuk kepada garis penghantaran dengan satah rujukan di satu sisi, dan bahagian atas dan sisi terdedah kepada udara (juga disalut dengan lapisan lapisan), yang diletakkan di permukaan penebat papan litar Er berterusan ke Pesawat atau pesawat tanah dirujuk. Seperti yang ditunjukkan di bawah:
Nota: Dalam amalan pembuatan PCB, kilang papan biasanya menggunakan lapisan minyak hijau pada permukaan papan PCB. Oleh itu, dalam pengiraan impedans praktikal, garis mikrostrip permukaan umumnya dikira dengan menggunakan model yang ditunjukkan dalam angka berikut:
Stripline:
Barisan jalur adalah konduktor jalur yang ditempatkan di antara dua pesawat rujukan, seperti ditunjukkan dalam gambar berikut, pemalar dielektrik dielektrik yang diwakili oleh H1 dan H2 boleh berbeza.
Dua contoh di atas hanyalah contoh biasa garis mikrostrip dan jalur jalur. Terdapat banyak jenis garis mikrostrip dan jalur jalur, seperti garis mikrostrip berlamina, yang berkaitan dengan struktur berlapis PCB tertentu.
Pengiraan matematik untuk mengira bersamaan dengan impedans ciri biasanya berdasarkan kaedah penyelesaian medan, yang meliputi analisis unsur jurang. Oleh itu, dengan menggunakan perisian perakaunan impedans khas SI9000, apa yang perlu kita lakukan ialah memanipulasi parameter impedans ciri:
Pengaliran dielektrik Er lapisan penebat, jejak jejak W1, W2 (trapezoidal), ketebalan jejak T, dan ketebalan H dari lapisan penebat.
Penerangan W1, W2:
Perlu mengira nilai dalam kotak merah. Lain-lain syarat analogi.
Berikut ini menggunakan perakaunan SI9000 untuk memenuhi keperluan kawalan impedans:
Kiraan pertama kawalan impedans tunggal bagi garisan data DDR:
Lapisan TOP: Ketebalan tembaga adalah 0.5OZ, lebar jejak adalah 5 MIL, jarak dari satah rujukan adalah 3.8 MIL, dan pemalar dielektrik ialah 4.2. Pilih model, tukar parameter, dan pilih pengiraan yang hilang, seperti yang ditunjukkan:
Salutan menunjukkan salutan. Sekiranya tiada salutan, isi ketebalan dengan 0, dan pemalar dielektrik diisi dengan 1 (udara).
Substrat menunjukkan bahawa lapisan substrat, iaitu lapisan dielektrik, biasanya dipilih dari FR-4, dan ketebalannya dikira oleh perisian pengiraan impedans, dan pemalar dielektrik ialah 4.2 (apabila kekerapannya kurang daripada 1 GHz).
Klik pada item Berat (oz) untuk menetapkan ketebalan tembaga dari tembaga. Ketebalan tembaga menentukan ketebalan jejaknya.
9. Konsep Prepreg / Teras untuk penebat:
PP (prepreg) adalah sejenis bahan dielektrik, terdiri daripada serat kaca dan resin epoksi. Teras juga medium jenis PP, tetapi kedua-dua belahnya ditutup dengan kerajang tembaga, tetapi PP tidak. Apabila membuat papan pelbagai lapisan, CORE dan C biasanya kerjasama PP, CORE dan CORE yang terikat dengan PP.
10. Langkah berjaga-jaga dalam merancang perancangan PCB:
(1), masalah perang
Perancangan laminasi PCB harus bersifat simetris, iaitu, ketebalan lapisan dielektrik dan ketebalan plating tembaga dari setiap lapisan adalah simetris. Apabila papan enam lapisan digunakan, ketebalan dielektrik dan ketebalan tembaga TOP-GND dan BOTTOM-POWER adalah biasa, GND-L2 Biasa dengan tebal dan ketebalan tembaga L3-POWER. Ini tidak menyebabkan perang pada masa depan.
(2) Lapisan isyarat hendaklah dipasang dengan rapat dengan satah rujukan yang berdekatan (iaitu, ketebalan medium di antara lapisan isyarat dan lapisan tembaga yang berdekatan hendaklah kecil); tembaga bekalan kuasa dan tembaga tanah hendaklah ditambah dengan ketat.
(3) Dalam keadaan kelajuan yang sangat tinggi, adalah mungkin untuk mengambil bahagian dalam pembentukan kelebihan untuk menyekat lapisan isyarat, tetapi tidak disyorkan untuk menghalang lapisan kuasa berganda, yang mungkin membentuk gangguan bunyi yang tidak perlu.
(4) Pengedaran lapisan susun atur biasa ditunjukkan dalam jadual berikut:
(5), garis panduan am untuk susun atur lapisan:
Bahagian bawah permukaan komponen (lapisan kedua) adalah satah tanah, membekalkan lapisan perisai peralatan dan membekalkan satah rujukan untuk pendawaian lapisan atas;
Semua lapisan isyarat boleh bersebelahan dengan satah tanah;
Cuba untuk mengelakkan dua lapisan isyarat dari berdekatan;
Sumber kuasa utama mungkin bersebelahan dengannya;
Pertimbangkan simetri struktur berlapis.
Mengenai susun atur lapisan papan induk, papan induk yang sedia ada adalah sukar untuk mengawal pendawaian selang panjang selari, dan kekerapan operasi papan berada di atas 50 MHz.
(Untuk keadaan di bawah 50MHZ, merujuk kepada kelonggaran yang sesuai), garis panduan susun atur yang disyorkan:
Permukaan komponen dan permukaan kimpalan adalah pesawat darat yang lengkap (perisai);
Tiada lapisan pendawaian bersebelahan;
Semua lapisan isyarat boleh bersebelahan dengan satah tanah;
Isyarat utama bersebelahan dengan lapisan, tidak menyeberang partisyen
