PCB기술 - PCB 임피던스 계산 방법

고속 PCB 설계 프로세스에서 PCB 스택 설계 및 PCB 임피던스 계산이 첫 번째 단계입니다. PCB 임피던스 계산 방법은 매우 성숙하므로 다른 PCB 소프트웨어 계산의 차이는 매우 작습니다. 이 ipcber는 si9000을 예로 사용합니다.

PCB 임피던스 계산은 상대적으로 번거롭지만 계산 효율성을 높이는 데 도움이 되는 몇 가지 경험치를 요약할 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 FR4, 50ohm PCB 마이크로 스트립 라인의 경우 라인 너비는 일반적으로 중간 두께의 2배입니다. 50옴 스트립라인의 선폭은 두 평면 사이의 매체 총 두께의 절반과 같으므로 PCB 선폭의 범위를 빠르게 잠글 수 있습니다. 계산된 PCB 선폭은 일반적으로 이 값보다 작습니다.

계산 효율성을 높이는 것 외에도 PCB 컴퓨팅도 개선해야 합니다. 자신이 계산한 PCB 임피던스와 PCB 공장 간에 불일치가 자주 발생합니까? 어떤 사람들은 이것이 그것과 관련이 없다고 말할 것입니다. PCB 공장에서 직접 조정하도록 하십시오. 그러나 PCB 공장에서 조정할 수 없으므로 PCB 임피던스 제어를 완화할 수 있습니까? 제품에서 좋은 일을 하거나 자신이 통제하는 모든 것이 더 좋습니다.

적층형 PCB 임피던스 계산을 설계할 때 참조용으로 다음 사항을 제시합니다.

1. PCB 선폭은 얇은 것보다 넓은 것이 바람직하다. 그게 무슨 뜻이야? PCB 제조 과정에서 미세함의 한계가 있고 너비의 한계가 없음을 알기 때문입니다. PCB 임피던스를 조정하기 위해 PCB의 선폭을 좁히면 비용을 높이거나 PCB 임피던스 제어를 완화하기가 번거롭습니다. 따라서 계산에서 상대적인 폭은 목표 임피던스가 약간 더 낮다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 단일 라인 임피던스는 50ohm입니다. 우리는 그것을 49ohm으로 계산할 수 있고 51ohm으로 계산하지 않으려고 노력합니다.

2. 일반적인 추세가 있습니다. 우리의 설계에는 여러 PCB 임피던스 제어 대상이 있을 수 있으므로 전체 PCB 임피던스는 100옴 및 90옴보다 크거나 작아야 합니다.

3. 잔류동율과 아교유량을 고려한다. 프리프레그의 한 면 또는 양면이 PCB 회로로 에칭되면 프레스 공정 중에 접착제가 에칭된 갭을 채우므로 두 층 사이의 접착제 두께 시간이 감소합니다. 잔류 구리 비율이 작을수록 더 많이 채워질수록 덜 남아 있습니다. 따라서 필요한 2층 프리프레그의 두께가 5MIL이라면 잔류 구리율에 따라 약간 더 두꺼운 프리프레그를 선택하십시오.

4. 유리 천과 접착제 함량을 지정합니다. PCB 데이터 시트를 본 엔지니어는 접착제 함량이 다른 유리 천, 반 경화 웨이퍼 또는 코어 보드의 유전 계수가 다르다는 것을 모두 알고 있습니다. 높이가 거의 같아도 3.5와 4의 차이일 수 있습니다. 이 차이로 인해 약 3ohm의 단일 라인 임피던스 변화가 발생할 수 있습니다. 또한 유리 섬유 효과는 유리 천 창의 크기와 밀접한 관련이 있습니다. 10Gbps 이상의 디자인이 있고 라미네이션에 지정된 재료가 없고 보드 공장에서 1080 PCB 재료의 단일 시트를 사용하는 경우 신호 무결성 문제가 있을 수 있습니다.

물론 잔류 구리율 및 접착제 흐름 계산이 정확하지 않고 신소재 PCB의 유전 계수가 공칭 값과 일치하지 않는 경우가 있으며 일부 PCB 유리 천 공장에서는 재료를 준비하지 않는 등 설계의 원인이 됩니다. 라미네이션이 실현되지 않거나 배송 시간이 지연됩니다. 어떻게? 설계 초기에 플레이트 공장이 우리의 요구 사항과 경험에 따라 스택을 설계하게 하여 몇 라운드 이상으로 이상적이고 실현 가능한 적층을 얻을 수 있습니다.

지난 시간에 우리는 주로 PCB 임피던스 제어의 목적을 달성할 뿐만 아니라 공정 처리의 편의를 보장하고 PCB 비용을 최소화하기 위해 PCB 임피던스 계산과 공정 계획 사이의 "절충의 기술"에 대해 이야기했습니다. 처리. 다음으로 우리는 si9000으로 PCB 임피던스를 계산하는 구체적인 과정에 대해 이야기할 것입니다.

PCB 임피던스를 계산하는 방법

PCB 임피던스 계산을 위해서는 스택 설정이 전제 조건입니다. 먼저 단일 보드의 특정 스택 정보를 먼저 설정해야 합니다. 다음은 Common 8 Layer PCB의 PCB Stacking 정보이다. 이것을 예로 들어 PCB 임피던스 계산에 대한 몇 가지 예방 조치를 확인하십시오.

신호 라인의 경우 보드에 구현하는 것은 마이크로 스트립 라인과 스트립 라인으로 나눌 수 있습니다. 이 둘의 차이는 임피던스 계산의 구조를 일관되지 않게 만듭니다. 다음은 두 가지 일반적인 PCB 임피던스 계산 사례에 대해 설명합니다.

PCB 마이크로스트립 라인

PCB 마이크로 스트립 라인의 특징은 녹색 오일로 덮인 참조 레이어가 하나만 있다는 것입니다. 다음은 단일 라인(50Ω) 및 차동 라인(100Ω)의 특정 파라미터 설정입니다.

PCB 임피던스 설계 고려 사항:

1. H1은 참조층의 구리 두께를 제외한 표면층에서 참조층까지의 중간 두께입니다.

2. C1, C2, C3은 그린 오일의 두께입니다. 일반적으로 그린 오일의 두께는 0.5mil~1mil 정도이므로 기본값을 유지하는 것이 좋다. 두께는 임피던스에 약간의 영향을 미칩니다. 실크 스크린 인쇄가 텍스트를 처리할 때 임피던스 라인에 가능한 한 멀리 두어서는 안 되는 이유이기도 합니다.

3. T1의 두께는 일반적으로 표면 구리 + 도금의 두께이며 1.8mil은 0.5oz + 도금의 결과입니다.

4. 일반적으로 W1은 보드의 선 너비입니다. 가공선이 사다리꼴이므로 W2

비. 스트립라인

스트립라인은 두 참조 평면 사이에 있는 와이어입니다. 다음은 단일 라인(50Ω) 및 차동 라인(100Ω)의 특정 파라미터 설정입니다.

주의가 필요한 사항:

1. H1은 도체와 기준층 사이의 코어 두께, H2는 도체와 기준층 사이의 PP 두께(PP의 흐름 고려)입니다. 그림 1과 같이 임피던스 라인이 art03 레이어에 있는 경우 H1은 gnd02와 art03 사이의 유전체 두께이고 H2는 gnd04와 art03 사이의 유전체 두께에 구리 두께를 더한 값입니다.

2. ER1과 ER2 사이의 유전율이 다른 경우 해당 유전율을 채울 수 있습니다.

3. T1의 두께는 일반적으로 내층 구리의 두께입니다. 베니어가 HDI 보드인 경우 내층이 전기도금되었는지 여부에 주의해야 합니다.

위는 PCB 임피던스 라인의 일반적인 계산입니다. 그러나 더 두꺼운 보드와 더 적은 수의 레이어로 인해 PCB 임피던스 라인의 특정 매개변수는 위의 방법을 사용하여 계산할 수 없습니다. 이때 PCB의 Coplanar Impedance는 다음 그림과 같이 고려되어야 한다.

주의가 필요한 사항:

1. H1은 도체와 근거리 기준층 사이의 매질의 두께입니다.

2. G1, G2는 인접지반의 폭입니다. 일반적으로 클수록 좋습니다.

3. D1은 인접 지면까지의 거리입니다.

질문: 기본 PCB 임피던스 계산을 이해한 후 단일 보드에 있는 신호 라인의 PCB 임피던스와 관련된 요소는 무엇이며 그 관계(비례 또는 역)는 무엇입니까?