Jakie czynniki wpływają na impedancję PCB?

Mówiąc ogólnie, czynniki wpływające na impedancję charakterystyczną płytki PCB to: grubość dielektryka H, ​​grubość miedzi T, szerokość ścieżki W, odstępy między ścieżkami, stała dielektryczna Er materiału wybranego do stosu i grubość maski lutowniczej.

Zasadniczo im większa grubość dielektryka i odstępy między liniami, tym większa wartość impedancji; im większa stała dielektryczna, grubość miedzi, szerokość linii i grubość maski lutowniczej, tym mniejsza wartość impedancji.

Pierwszy: średnia grubość – zwiększenie średniej grubości może zwiększyć impedancję, a zmniejszenie średniej grubości może ją zmniejszyć; różne prepregi charakteryzują się różną zawartością kleju i grubością. Grubość po prasowaniu zależy od płaskości prasy i sposobu działania płyty prasującej; dla każdego rodzaju użytej płyty konieczne jest uzyskanie grubości warstwy medium, która może zostać wytworzona, co sprzyja obliczeniom projektowym i projektowaniu inżynieryjnym, kontroli płyty prasującej, a tolerancja wejściowa jest kluczem do kontroli grubości medium.

Drugi: szerokość linii – zwiększenie szerokości linii może zmniejszyć impedancję, a zmniejszenie szerokości linii może zwiększyć impedancję. Kontrola szerokości linii musi mieścić się w tolerancji +/- 10%, aby uzyskać kontrolę impedancji. Przerwa w linii sygnałowej wpływa na cały przebieg testowy. Jej impedancja punktowa jest wysoka, co powoduje nierówność całego przebiegu, a linia impedancji nie może tworzyć linii, przerwa nie może przekraczać 10%. Szerokość linii jest kontrolowana głównie przez kontrolę trawienia. Aby zapewnić szerokość linii, w zależności od ilości wytrawionego fragmentu, błędu rysowania światła i błędu przenoszenia wzoru, film procesowy jest kompensowany, aby proces spełniał wymagania dotyczące szerokości linii.

 

Po trzecie: grubość miedzi – zmniejszenie grubości linii może zwiększyć impedancję, a zwiększenie grubości linii może zmniejszyć impedancję; grubość linii można kontrolować poprzez platerowanie lub dobór odpowiedniej grubości folii miedzianej (materiału bazowego). Kontrola grubości miedzi musi być równomierna. Do płytki dodawany jest blok bocznikowy z cienkich i izolowanych przewodów, aby zrównoważyć prąd i zapobiec nierównomiernej grubości miedzi na przewodzie oraz wpłynąć na skrajnie nierównomierny rozkład miedzi na powierzchniach stali nierdzewnej i stali nierdzewnej. Konieczne jest przecięcie płytki, aby uzyskać równomierną grubość miedzi po obu stronach.

Po czwarte: stała dielektryczna. Zwiększenie stałej dielektrycznej może zmniejszyć impedancję, a zmniejszenie stałej dielektrycznej może zwiększyć impedancję. Stała dielektryczna jest głównie kontrolowana przez materiał. Stała dielektryczna różnych płyt jest różna, co jest związane z użytym materiałem żywicznym: stała dielektryczna płytki FR4 wynosi 3,9–4,5 i maleje wraz ze wzrostem częstotliwości użytkowania, a stała dielektryczna płytki PTFE wynosi 2,2–3,9. Uzyskanie wysokiej transmisji sygnału między 3,9 a 4,5 wymaga wysokiej wartości impedancji, co z kolei wymaga niskiej stałej dielektrycznej.

Piąty: grubość maski lutowniczej. Wydrukowanie maski lutowniczej zmniejszy rezystancję warstwy zewnętrznej. W normalnych warunkach wydrukowanie pojedynczej maski lutowniczej może zmniejszyć spadek rezystancji w jednym przejściu o 2 omy i zwiększyć spadek rezystancji różnicowej o 8 omów. Wydrukowanie dwukrotności spadku rezystancji oznacza dwukrotność wartości uzyskanej w jednym przejściu. Przy wydrukowaniu więcej niż trzech przejść, wartość impedancji nie ulegnie zmianie.