Circuito impreso Impedancia controlado
Debido al aumento significativo de las frecuencias de transmisión, es decir, a la reducción de los tiempos de subida de los impulsos de los componentes electrónicos, en la tecnología de alta frecuencia, se ha hecho necesario tratar los conductores en cuestión como un componente. En función de una serie de parámetros, las señales de alta frecuencia se reflejan en los circuitos. Esto significa que la impedancia característica difiere de la impedancia de salida del componente transmisor. Por lo tanto, ya no se garantiza la correcta transmisión de la señal.
La microvía se forma, no se perfora como una vía tradicional. Los ingenieros utilizan actualmente varios procesos para producir microvías. La perforación por láser, la técnica más común, emplea un rayo láser enfocado para formar el agujero. El grabado húmedo/seco es un proceso de producción en masa que crea todas las vías al mismo tiempo, independientemente del número o el diámetro de los agujeros. La imagen fotográfica recubre el sustrato base con una capa dieléctrica. Los ingenieros también pueden utilizar tinta conductora en la formación de microvías. En este proceso, se forman las microvías mediante perforación por láser, imagen fotográfica o desplazamiento del aislamiento. También se pueden formar microvías mecánicamente, mediante perforación, punzonado, chorreado abrasivo o simple taladrado. Cada proceso produce diferentes formas de agujeros de microvías, como copas, conicidades positivas, conicidades negativas y paredes rectas (véase la imagen inferior).
Una vez realizada la placa de circuito, se comprueban y registran las impedancias. Los resultados de las mediciones se pueden solicitar en cualquier momento.
Circuito impreso Impedancia controlado
El microstrip es una forma muy sencilla pero útil de crear una línea de transmisión con una circuito impreso. Utilizar una línea de transmisión microstrip tiene algunas ventajas sobre otras alternativas. Se puede utilizar la aproximación del modelado para diseñar la traza microstrip. Al entender la línea de transmisión microstrip, los diseñadores pueden construir adecuadamente estas estructuras para satisfacer sus necesidades.
La impedancia especificada por el cliente se comprobará durante los trabajos preparatorios del fabricante de placas de circuito impreso para ver si se puede realizar. En función de la definición de las capas de la pila y del propio trazado, de entre un conjunto de 93 modelos diferentes, se seleccionará el correcto para poder calcular la impedancia. Como resultado, se producirá una estructura de capas junto con las modificaciones necesarias en la geometría de las pistas correspondientes. La tolerancia estándar utilizada para una impedancia es de ±10%. Dependiendo de las distintas características de la placa de circuito impreso, se puede ofrecer una tolerancia mejorada (hasta el ±5%) si se solicita.
Modelos típicos para los cálculos
Para poder alcanzar realmente las impedancias calculadas en la placa de circuito impreso, el fabricante debe conocer muy bien sus procesos de producción y tener un buen control de los mismos. El ángulo de los bordes de las pistas (resultante de W1, W2 y T1), el grosor prensado en función del recubrimiento de cobre (H), el grosor del barniz de resistencia a la soldadura (C1, C2), etc., influyen en las impedancias de la placa de circuito impreso. Aquí hay que tener en cuenta el rango de tolerancia de todos los procesos. Estos valores se añaden a las fórmulas para el cálculo.
Dependiendo de la complejidad de la placa de circuito, algunas de las impedancias de la placa de circuito pueden comprobarse durante el proceso de fabricación. Para ello, se definen por separado nuevos modelos para la situación correspondiente (estado real de la placa de circuito) y se determinan los resultados.
Dieléctricos
Para fabricar placas de circuito de impedancia controlada, se utilizan diferentes materiales. El FR4 también es estándar en este caso. Sin embargo, en las aplicaciones con frecuencias muy altas (>1 GHz), los requisitos como la baja pérdida dieléctrica o un Er más bajo son cada vez más importantes.
Control de la impedancia: cómo especificar sus requisitos para los fabricantes de placas de circuito impreso
Dé a su fabricante una tabla de apilamiento
Si ha creado una tabla de apilamiento completa, puede incluir su especificación de control de la impedancia como una nota para el fabricante de la placa de circuito impreso. Normalmente querrá incluir la siguiente información:
- La anchura del trazado que has determinado para una impedancia requerida de un solo extremo
- Repita el número 1 para la impedancia diferencial
- Repita los pasos 1 y 2 para cada capa
- Especifique estos valores para cada geometría de línea de transmisión en cada capa (coplanar vs. microstrip/stripline)
Es importante especificar claramente estos puntos, ya que puede haber diferentes geometrías de trazas en diferentes capas, y también pueden tener diferentes valores de impedancia. Es importante ser completo y claro en las notas de fabricación de las placas de circuito impreso. La determinación de todos los anchos de traza necesarios para alcanzar los objetivos de impedancia es una de las partes esenciales de la ingeniería de front-end que normalmente deberían realizar los diseñadores. Utilizar la calculadora de apilamiento adecuada con un solucionador de campos integrado facilita esta tarea.
Especifique la impedancia en sus notas de Fab
Esto es lo que suelen hacer los diseñadores cuando sólo se preocupan por la adaptación de la impedancia, pero no están diseñando la placa en función de las existencias de materiales de su fabricante. Los laminados de grado FR4 y otros materiales pueden sustituirse entre sí, pero esto podría requerir cambios en los anchos de las trazas en su diseño para alcanzar los objetivos de impedancia. Normalmente, un diseñador elegirá un material que se ajuste a una hoja de corte específica y que probablemente tenga una propiedad térmica concreta que le interese. A continuación, utilizará esa constante dieléctrica para determinar el ancho de traza necesario para una impedancia específica.
La impedancia se especificará entonces mediante una nota en un plano de fabricación de placas de circuito impreso.
REQUISITOS DE IMPEDANCIA:
- ??? OHMIOS DE IMPEDANCIA REQUERIDOS PARA LAS TRAZAS DE X.XXX MIL EN LAS CAPAS X, Y, Z.
- ??? OHMIOS DE IMPEDANCIA DIFERENCIAL REQUERIDA EN TRAZOS DE X.XXX MIL / ESPACIADO DE X.XXX MIL EN LAS CAPAS X, Y, Z.
Esto está bien siempre que sepa que su fabricante puede sustituir los materiales alternativos para garantizar que la impedancia de cada capa alcance sus objetivos. Esta es otra razón para hablar con el fabricante con antelación; pregúntale por sus apilamientos estándar y sus reglas de diseño, y así evitarás tener que hacer cambios en el diseño más adelante.
Hacer una tabla de impedancias
Una opción es colocar una pequeña tabla en su dibujo de fabricación que resuma todos los requisitos de impedancia en cada capa. De nuevo, sólo se especifica un único valor de anchura e impedancia en esa capa concreta. Esta es la impedancia que has determinado con una calculadora de apilamiento, o es el objetivo de impedancia que necesitas que el fabricante alcance en tu diseño. A continuación se muestra una tabla de impedancia simple (en color) que puede colocar en sus notas de fabricación.
Aquí, Hemeixincircuito impreso puede ofrecer una amplia cartera de materiales utilizables. Muchos de ellos se ven como estándar y se utilizan regularmente, otros están disponibles a corto plazo. Encontrará más información en la sección "Materiales".
Control de calidad
Como las impedancias ya no pueden medirse una vez montados los componentes, es necesario comprobar y confirmar los valores antes del montaje. Cuando se prepara el trabajo, se añaden los llamados "cupones de prueba", que son similares a las pistas correspondientes, a la superficie neta de la pieza en bruto de producción. La impedancia de los cupones de prueba representa la de la placa de circuito impreso real. Hemeixincircuito impreso cuenta con un CITS900s en su inspección final, el equipo de prueba más nuevo fabricado por POLAR.
