Welche Faktoren beeinflussen die PCB-Impedanz?

Im Allgemeinen sind es die folgenden Faktoren, die den Wellenwiderstand der Leiterplatte beeinflussen: die Dicke des Dielektrikums H, die Kupferdicke T, die Leiterbahnbreite W, der Leiterbahnabstand, die Dielektrizitätskonstante Er des für den Stapel ausgewählten Materials und die Dicke der Lötmaske.

Im Allgemeinen gilt: Je größer die Dicke des Dielektrikums und der Linienabstand, desto höher der Impedanzwert; je größer die Dielektrizitätskonstante, die Kupferdicke, die Linienbreite und die Dicke der Lötmaske, desto kleiner der Impedanzwert.

Erstens: mittlere Dicke. Eine Erhöhung der mittleren Dicke kann die Impedanz erhöhen, eine Verringerung der mittleren Dicke kann die Impedanz verringern. Verschiedene Prepregs haben unterschiedliche Klebstoffgehalte und Dicken. Die Dicke nach dem Pressen hängt von der Ebenheit der Presse und dem Verfahren der Pressplatte ab. Für jeden verwendeten Plattentyp ist es notwendig, die Dicke der herstellbaren Medienschicht zu ermitteln, was für die Konstruktionsberechnung und das technische Design förderlich ist. Die Kontrolle der Pressplatte und die Eingangstoleranz sind der Schlüssel zur Kontrolle der Mediendicke.

Zweitens: Linienbreite. Eine Erhöhung der Linienbreite kann die Impedanz verringern, eine Verringerung der Linienbreite kann die Impedanz erhöhen. Die Steuerung der Linienbreite muss innerhalb einer Toleranz von +/- 10 % liegen, um die Impedanzkontrolle zu erreichen. Der Abstand der Signalleitung beeinflusst die gesamte Testwellenform. Ihre Einzelpunktimpedanz ist hoch, wodurch die gesamte Wellenform ungleichmäßig wird, und die Impedanzleitung darf keine Linie bilden, der Abstand darf 10 % nicht überschreiten. Die Linienbreite wird hauptsächlich durch die Ätzsteuerung gesteuert. Um die Linienbreite sicherzustellen, wird der Prozessfilm entsprechend der Ätzmenge auf der Ätzseite, dem Lichtzeichnungsfehler und dem Musterübertragungsfehler prozessgerecht kompensiert, um die Linienbreitenanforderung zu erfüllen.

 

Drittens: Kupferdicke. Eine Verringerung der Leitungsdicke kann die Impedanz erhöhen, eine Erhöhung der Leitungsdicke kann die Impedanz verringern. Die Leitungsdicke kann durch Musterbeschichtung oder Auswahl der entsprechenden Dicke des Basismaterials Kupferfolie gesteuert werden. Die Kontrolle der Kupferdicke muss gleichmäßig erfolgen. Der Platine aus dünnen Drähten und isolierten Drähten wird ein Shunt-Block hinzugefügt, um den Strom auszugleichen und eine ungleichmäßige Kupferdicke auf den Drähten zu vermeiden, die die extrem ungleichmäßige Kupferverteilung auf den CS- und SS-Oberflächen beeinflusst. Es ist notwendig, die Platine zu kreuzen, um eine gleichmäßige Kupferdicke auf beiden Seiten zu erreichen.

Viertens: Dielektrizitätskonstante. Eine Erhöhung der Dielektrizitätskonstante kann die Impedanz verringern. Eine Verringerung der Dielektrizitätskonstante kann die Impedanz erhöhen. Die Dielektrizitätskonstante wird hauptsächlich durch das Material gesteuert. Die Dielektrizitätskonstante verschiedener Platten ist unterschiedlich, was mit dem verwendeten Harzmaterial zusammenhängt: Die Dielektrizitätskonstante einer FR4-Platte beträgt 3,9–4,5 und nimmt mit zunehmender Nutzungshäufigkeit ab. Die Dielektrizitätskonstante einer PTFE-Platte beträgt 2,2–3,9. Um eine hohe Signalübertragung zu erreichen, ist ein hoher Impedanzwert erforderlich, der eine niedrige Dielektrizitätskonstante erfordert.

Fünftens: Die Dicke der Lötmaske. Das Drucken der Lötmaske reduziert den Widerstand der äußeren Schicht. Unter normalen Umständen kann das Drucken einer einzelnen Lötmaske den Single-Ended-Abfall um 2 Ohm und den Differential-Abfall um 8 Ohm reduzieren. Das Drucken des doppelten Abfallwerts entspricht dem doppelten eines Durchgangs. Bei mehr als dreimaligem Drucken ändert sich der Impedanzwert nicht.