Kontrola Impedancji Obwody Drukowane
Ze względu na znacznie zwiększające się częstotliwości transmisji, czyli krótsze czasy narastania impulsów w elementach elektronicznych, w technologii wysokich częstotliwości konieczne stało się traktowanie danych przewodników jako elementu. W zależności od szeregu parametrów, sygnały HF ulegają odbiciu na płytkach drukowanych. Oznacza to, że impedancja charakterystyczna różni się od impedancji wyjściowej elementu nadawczego. Tym samym nie jest już zagwarantowana prawidłowa transmisja sygnału.
Mikrovia jest formowana, a nie wiercona jak tradycyjna przelotka. Inżynierowie stosują obecnie kilka procesów do wytwarzania mikroprzepustów. Wiercenie laserowe, najbardziej rozpowszechniona technika, wykorzystuje skupioną wiązkę lasera do formowania otworu. Trawienie na mokro/sucho jest procesem masowej produkcji, który tworzy wszystkie przelotki w tym samym czasie, niezależnie od liczby i średnicy otworów. Fotoobrazowanie pokrywa podłoże bazowe warstwą dielektryka. Inżynierowie mogą również wykorzystać atrament przewodzący w formowaniu mikrovia. W takim procesie formuje się mikrowypusty poprzez wiercenie laserowe, fotoobrazowanie lub przemieszczanie izolacji. Można również formować mikroszczeliny mechanicznie, stosując przebijanie, wykrawanie, ścieranie lub zwykłe wiercenie. W każdym z tych procesów uzyskuje się różne kształty otworów, takie jak kubki, zwężenia dodatnie, zwężenia ujemne i ściany proste (patrz rysunek poniżej).
Po wykonaniu płytki, impedancje są sprawdzane i rejestrowane. Wyniki pomiarów są dostępne na życzenie w każdej chwili.
Impedancje na płytce drukowanej
Mikropasek jest bardzo prostym, ale użytecznym sposobem na stworzenie linii transmisyjnej za pomocą płytki drukowanej. Istnieją pewne zalety stosowania linii transmisyjnej mikropaskowej w porównaniu z innymi alternatywami. Przybliżenie modelowania może być wykorzystane do zaprojektowaćowania śladu mikropaskowego. Poprzez zrozumienie linii transmisyjnej mikropaskowej, projektowaćanci mogą prawidłowo budować te struktury, aby spełnić swoje potrzeby.
Określona przez klienta impedancja zostanie sprawdzona podczas prac przygotowawczych producenta Obwody drukowane, aby sprawdzić, czy można ją wykonać. W zależności od definicji warstw w stosie oraz od samego układu, z zestawu 93 różnych modeli, należy wybrać ten właściwy, który umożliwi obliczenie impedancji. W efekcie powstanie struktura warstw wraz z niezbędnymi modyfikacjami geometrii odpowiednich ścieżek. Standardowa tolerancja stosowana dla impedancji wynosi ±10%. W zależności od różnych cech Obwody drukowane, na życzenie możemy zaoferować lepszą tolerancję (do ±5%).
Typowe modele do obliczeń
Aby móc rzeczywiście osiągnąć obliczone impedancje w płytce drukowanej, producent musi bardzo dobrze rozumieć swoje procesy produkcyjne i mieć nad nimi dobrą kontrolę. Kąt krawędzi ścieżek (wynikający z W1, W2 i T1), grubość tłoczenia w zależności od powłoki miedzianej (H), grubość lakieru lutowniczego (C1, C2) i inne, wszystko to wpływa na impedancje na płytce drukowanej. Należy tu uwzględnić zakres tolerancji wszystkich procesów. Wartości te są następnie dodawane do wzorów do obliczeń.
W zależności od złożoności obwodu drukowanego, niektóre z impedancji obwodu mogą być sprawdzane podczas procesu produkcyjnego. W tym celu oddzielnie definiuje się nowe modele dla odpowiedniej sytuacji (rzeczywistego stanu płytki) i określa wyniki.
Dielektryki
Do wykonania płytek o regulowanej impedancji stosuje się różne materiały. Również tutaj standardem jest FR4. Jednak w aplikacjach o bardzo wysokich częstotliwościach (>1 GHz) coraz większe znaczenie mają takie wymagania jak niska strata dielektryczna lub niższy Er.
Kontrola impedancji: Jak określić swoje wymagania dla producentów Obwody drukowane
Daj swojemu producentowi stół do układania
Jeśli stworzyłeś kompletną tabelę stacków, możesz dołączyć specyfikację kontroli impedancji jako notatkę dla producenta Obwody drukowane. Zazwyczaj będziesz chciał zawrzeć następujące informacje:
- Szerokość śladu, którą ustaliłeś dla wymaganej impedancji single-ended
- Powtórzenie #1 dla impedancji różnicowej
- Powtórzyć #1 i #2 dla każdej warstwy
- Określ te wartości dla każdej geometrii linii transmisyjnej na każdej warstwie (coplanar vs. microstrip/stripline)
Te punkty są ważne, aby jasno określić, ponieważ różne geometrie śladów mogą być obecne na różnych warstwach, a także mogą mieć różne wartości impedancji. Ważne jest, aby dokumentacja produkcyjna Obwody drukowane była kompletna i jasna. Określenie wszystkich szerokości śladów wymaganych do osiągnięcia docelowej impedancji jest jedną z podstawowych części inżynierii front-end, która powinna być zwykle wykonywana przez projektowaćantów. Użycie odpowiedniego kalkulatora stackup ze zintegrowanym narzędziem do rozwiązywania pól ułatwia to zadanie.
Określ impedancję w swoich notatkach fabrycznych
To jest to, co projektowaćanci często robią, gdy zależy im tylko na dopasowaniu impedancji, ale nie projektowaćują płyty wokół zapasów materiałowych swojego producenta. Laminaty klasy FR4 i inne materiały można zastąpić innymi, ale może to wymagać zmiany szerokości śladów w projekcie, aby osiągnąć cele impedancji. Zazwyczaj projektowaćant wybiera materiał, który jest zgodny z określonym arkuszem ukośnym i który prawdopodobnie ma określoną właściwość termiczną, na której mu zależy. Następnie użyje tej stałej dielektrycznej do określenia szerokości śladu wymaganej dla określonej impedancji.
Impedancja będzie wtedy określona za pomocą notatki na rysunku produkcyjnym Obwody drukowane.
WYMAGANIA DOTYCZĄCE IMPEDANCJI:
- ??? IMPEDANCJA WYMAGANA DLA ŚCIEŻEK O DŁUGOŚCI X.XXX MIL NA WARSTWACH X, Y, Z.
- ??? WYMAGANA IMPEDANCJA RÓŻNICOWA NA ŚCIEŻKACH X.XXX MIL / X.XXX MIL ODSTĘPU NA WARSTWACH X, Y, Z.
Jest to w porządku, o ile wiesz, że twój fabrykant może zastąpić alternatywne materiały, które zapewnią impedancję w każdej warstwie może trafić w cele. Jest to kolejny powód, aby porozmawiać z producentem na początku; poproś o ich standardowe układy i zasady projektowaćowania, a wyeliminujesz potrzebę zmian projektowaćowych później.
Zrób tablicę impedancji
Jedną z opcji jest umieszczenie małej tabeli na rysunku produkcyjnym, która podsumowuje wszystkie wymagania dotyczące impedancji na każdej warstwie. Ponownie, określasz tylko pojedynczą szerokość i wartość impedancji na tej konkretnej warstwie. Jest to albo impedancja, którą ustaliłeś z kalkulatora stackup, albo jest to cel impedancji, który musisz osiągnąć w swoim projekcie. Prosta (kolorowa) tabela impedancji, którą można umieścić w notatkach fabrycznych, jest pokazana poniżej.
Tutaj HemeixinObwody drukowane może zaoferować duże portfolio materiałów użytkowych. Wiele z nich jest postrzeganych jako standardowe i są regularnie używane, inne są dostępne w krótkim czasie. Więcej informacji znajdziesz w dziale "Materiały".
Kontrola jakości
Ponieważ impedancji nie można już zmierzyć po zamontowaniu elementów, konieczne jest sprawdzenie i potwierdzenie wartości przed montażem. Kiedy praca jest przygotowana, tak zwane "kupony testowe", które są podobne do odpowiednich ścieżek, są dodawane do obszaru siatki w wykrojach produkcyjnych. Impedancja kuponów testowych reprezentuje te z rzeczywistej płytki drukowanej. HemeixinObwody drukowane posiada w swojej kontroli końcowej CITS900s, najnowsze urządzenie testowe firmy POLAR.
