Overwegingen bij impedantie-ontwerp voor flexibele printplaten

Aangezien elektronische producten getuige zijn van hun snelle ontwikkeling, vraagt ​​de markt om steeds hogere eisen voor flex-rigide PCB (printplaat) en impedantiecontrole-PCB's, samen met steeds strengere eisen daaraan. Het leidende probleem van flex-rigide PCB's met vereiste impedantie ligt in een groot verschil tussen gemeten waarde en ontwerpwaarde zo hoog als meer dan 20Ω, wat leidt tot falen van ontwerpcompensatie en moeilijkheid om de productie onder controle te krijgen. Dit artikel bespreekt voornamelijk hoe de nauwkeurigheid van de impedantiecontrole kan worden bereikt in het perspectief van PCB-ontwerp en zal naar verwachting gunstig zijn voor personeel dat werkzaam is in de PCB-productie-industrie.

Impedantiecontroleanalyse

Belangrijke elementen die de impedantie beïnvloeden, zijn onder meer diëlektrische constante, gemiddelde dikte, spoorbreedte en koperdikte.

Op basis van analyse van de dwarsdoorsnede, wanneer praktische dwarsdoorsnedegegevens in modules worden toegepast, ligt het verschil tussen de berekende waarde en de praktische gemeten waarde die door het impedantie-instrument wordt verkregen in het bereik van 14Ω tot 33Ω dat wordt samengevat in de volgende tabel.

Op basis van het hierboven aangetoonde verschil is het verschil tussen theoretische waarde en gemeten waarde te groot, mogelijk om de volgende redenen:

Tijdens het engineeringontwerp is de toegang onjuist vervangen door de softwareparameter.

In overeenstemming met factoren die de impedantie- en dwarsdoorsnedegegevens beïnvloeden, leidt misschien alleen de diëlektrische constante tot onnauwkeurige toegang. Op basis van het gecombineerde concept van diëlektrische constante, kan het bekend zijn dat de diëlektrische constante van PCB-substraatmateriaal een uitgebreid resultaat is van de diëlektrische constante van diëlektrisch materiaal in substraatmateriaal, wat bij benadering kan worden aangegeven door de gewogen som van de diëlektrische constante van hars in diëlektrisch materiaal en diëlektrische constante van versterkend materiaal. Als het echter om flexibel materiaal gaat, bestaat het uit lijm en PI (polyimide). De diëlektrische constante van flexibel materiaal is dus de uitgebreide diëlektrische constante van zowel lijm als PI.

Ontwerp van meetmodule klopt niet met PCB

Tijdens het ontwerpproces van de impedantie omvat het meten van de impedantielijn meestal het ontwerp van de transmissielijn en het referentievlak en moet worden gegarandeerd dat een bepaalde afstand kan worden gehandhaafd tussen de koperen rand van het referentievlak en de impedantielijn. Wat deze situatie betreft, is de afstand slechts 0,5 mm, wat mogelijk te kort is, wat leidt tot volledige onwetendheid over dit referentievlak.

• Experimenteel schema

Stap 1:technische gegevens zijn ontworpen om respectievelijk te verifiëren:
i. Invloed van transmissiekoperfolie op de impedantie wanneer deze wel of niet wordt toegevoegd aan de meetmodule.
ii. Wat is de invloed van afstand tussen koperfolierand en impedantielijn op impedantie in meetmodule. Horizontale afstand tussen ontwerprand en impedantielijn is respectievelijk 0,5 mm en 4,5 mm.
iii. Het ontwerp van de meetmodule bepaalt de invloed van het referentievlak van het net en het referentievlak van koperfolie op de impedantie.

Stap 2:Flexibel bord wordt gefabriceerd en de impedantie van flexibel bord wordt gemeten.

Stap 3:Dwarsdoorsnedetoegang wordt vervangen door de theoretische impedantie van moduleberekening en berekend volgens de uitgebreide diëlektrische constante van diëlektrisch materiaal, zodat fouten veroorzaakt door toegang kunnen worden geëlimineerd.

Stap 4:Er kunnen conclusies worden getrokken door gegevensvergelijking:parametertoegangsmethode en ontwerpvoorschriften van meetmodule.

• Experimenteel resultaat

1) In overeenstemming met het experimentele schema met en zonder transmissiekoperfolie toegevoegd aan de meetmodule, geven originele meetgegevens aan dat impedantie leidt tot zo'n klein verschil tussen het toevoegen en niet toevoegen van transmissiekoperfolie. Daarom kan worden geconcludeerd dat er geen invloed wordt uitgeoefend op de impedantie, ongeacht of er koperfolie wordt toegevoegd of niet.

2) In overeenstemming met een experimenteel schema ontworpen op basis van de afstand tussen de rand van de koperfolie van het referentievlak en de impedantielijn, is het impedantieverschil zo klein dat kan worden geconcludeerd dat de afstand tussen de rand van de koperfolie van het referentievlak en de impedantielijn geen invloed heeft op de impedantie. /P>

3) In overeenstemming met een experimenteel schema ontworpen op basis van een raster en koperfoliemodule ontworpen voor het referentievlak van de meetmodule, kan worden geconcludeerd dat de impedantie dramatisch zal worden beïnvloed wanneer het referentievlak van de meetmodule is ontworpen als koperfolie en raster.

4) In overeenstemming met een experimenteel schema met betrekking tot verschillende spoorbreedtes, roosters en koperfoliemodules met verschillende afmetingen, kan worden geconcludeerd dat wanneer het rooster is ontworpen als een referentievlak, dit wordt geassocieerd met de restsnelheid van koper. Hoe hoger het restgehalte van koper, hoe kleiner het verschil zal zijn met koperfolie. Hoe lager het restgehalte van koper, hoe groter het verschil met koperfolie. Daarom, aangezien het raster als referentievlak wordt gebruikt, moet koper worden gecoat op een referentieplaats die compatibel is met de positie van de impedantielijn.

5) In overeenstemming met de praktische ontwerpmeetmodule, wordt de dwarsdoorsnede-toegang vervangen door de module om de theoretische impedantie te berekenen die vervolgens wordt vergeleken met de praktische meetimpedantie. Aangezien flexibel materiaal is samengesteld uit kleefstof en PI, moet de diëlektrische constante van flexibel materiaal een uitgebreide diëlektrische constante zijn van beide bestanddelen of een enkele diëlektrische constante wordt verkregen door de toepassing van software voor impedantieberekening. Op basis van eerdere experimentele resultaten kan worden geconcludeerd dat de diëlektrische constante van PI 2,8 is, terwijl die van lijm 3,5 is. Als gevolg hiervan wordt de nauwkeurigheid van de diëlektrische constante geverifieerd, aangezien gegevens worden vervangen door software voor berekening.

Overwegingen van ontwerpers van flexibele printplaten bij impedantieontwerp

Overweging #1:Het referentievlak moet het referentievlak van het raster en het referentievlak van koperfolie zijn.

Op basis van de hierboven vermelde experimentele resultaten kan worden geconcludeerd dat een technisch ontwerp op basis van een referentievlak van koperfolie in staat is om te voldoen aan de impedantie-eis van flexibele PCB's. Wanneer het netreferentievlak is ontworpen, hoe groter het rooster, hoe groter het verschil tussen de netimpedantie voor de minimale restsnelheid van koper en koperfolie-impedantie, terwijl het kleinere rooster is, hoe kleiner het verschil tussen de netimpedantie voor de maximale restwaarde van koper en koperfolie-impedantie.

Concluderend, het rasterontwerp als referentievlak hangt nauw samen met de rastergrootte, dat wil zeggen de restsnelheid van koper. Hoe hoger de restsnelheid van koper, hoe kleiner het verschil tussen de koperfolie-impedantie en theoretische ontwerpgegevens. Hoe lager de restsnelheid van koper, hoe groter het verschil zal zijn tussen de impedantie van koperfolie en theoretische ontwerpgegevens. Dientengevolge, wanneer het raster wordt geselecteerd als referentievlak, moet koper worden gecoat op een referentievlak dat compatibel is met de corresponderende positie van de impedantielijn.

Overweging #2:Flex-rigide PCB-impedantie moet worden ontworpen afhankelijk van het toevoegen van functionaliteit van impedantieberekeningssoftware.

Vergeleken met gewone impedantieberekeningssoftware, bevat impedantieberekeningssoftware met toegevoegde functionaliteit een toegangsacquisitiefunctie voor elke mediumlaag en presteert nauwkeuriger in termen van toegangsacquisitie. Bovendien is het gemakkelijker om praktische situaties te simuleren en handiger om te worden toegepast voor technisch ontwerp.

Overweging #3:Diëlektrische constante van elke enkele laag wordt verkregen op flex-rigid board.

Op basis van experimenten op ware grootte kan worden geverifieerd dat de diëlektrische constante van PI 2,8 is, terwijl die van lijm 3,5 is, wat kan worden gebruikt als referentie voor ontwerpers van flexibele platen. Theoretische gegevensberekening op basis van de toepassing van impedantieberekeningssoftware met toegevoegde functionaliteit is in staat om aan de vraag van flex-rigide PCB-klanten te voldoen.

PCBCart kan flexibele printplaten maken met strikte impedantiecontrole.

PCBCart, opgericht in 2005, biedt sindsdien kwaliteitsgegarandeerde Flex-rigid PCB-productiediensten. We kunnen zorgen voor een strikte impedantiecontrole op elk stuk flex-rigide printplaten. Als u flexibele, stijve PCB-fabricage nodig heeft, kunt u hier contact met ons opnemen voor een praktische en kosteneffectieve oplossing.

Handige bronnen
• Impedantie van high-speed PCB-stroom analyseren en verbieden
• Elementen die de karakteristieke impedantie van PCB's en oplossingen beïnvloeden
• PCBCart biedt geavanceerde flex-rigide PCB-fabricageservices vanaf 1pc