Wrth i gyflymder newid signal PCB barhau i gynyddu, mae angen i gynllunwyr PCB heddiw ddeall a thrin rhwystriant olion PCB. Gan gyfateb i'r amseroedd trosglwyddo signal byrrach a chyfraddau cloc uwch cylchedau digidol modern, nid yw olion PCB bellach yn gysylltiadau syml, ond llinellau trosglwyddo.
Yn ymarferol, mae'n ddymunol trin y rhwystriant olrhain pan fo'r cyflymder ymyl digidol yn uwch na 1 ns neu pan fo'r amledd efelychiedig yn fwy na 300 Mhz. Un o baramedrau allweddol olrhain PCB yw ei rwystriant nodweddiadol (hy, cymhareb y foltedd i'r cerrynt wrth i'r don deithio ar hyd llinell drosglwyddo'r signal). Mae rhwystriant nodweddiadol yr arweinydd ar y bwrdd cylched printiedig yn ddangosydd pwysig o gynllun y bwrdd. Yn enwedig wrth gynllunio cylchedau amledd uchel PCB, mae angen ystyried a yw rhwystriant nodweddiadol y dargludydd a'r rhwystriant nodweddiadol sy'n ofynnol gan yr offer neu'r signal yn gyffredin ac yn cyfateb. . Mae hyn yn cynnwys dau gysyniad: llywio rhwystriant a pharu rhwystriant. Mae'r erthygl hon yn tynnu sylw at faterion llywio rhwystriant a chynllunio pentyrrau.
Rheoli rhwystriant
Rheoli rhwystriant (Rheoli eImpedance), mae amryw o signalau yn cael eu trosglwyddo yn y dargludyddion yn y bwrdd cylched. Mae angen gwella'r amlder i wella'r gyfradd drosglwyddo. Os yw'r llinell ei hun wedi'i hysgythru, trwch wedi'i lamineiddio, lled gwifren a gwahanol elfennau eraill, mae'n werth newid y rhwystriant ac mae'r signal yn cael ei ystumio. Felly, dylai'r arweinydd ar y bwrdd cylched cyflym, dylid rheoli ei werth rhwystriant o fewn ystod benodol, o'r enw "rheoli rhwystriant."
Bydd rhwystriant olrhain PCB yn cael ei gadarnhau gan ei anwythiad anwythol a chynhwysol, gwrthiant a dargludedd. Y prif ffactorau sy'n effeithio ar rwystriant olrhain PCB yw: lled y wifren gopr, trwch y wifren gopr, cysonyn dielectrig y dielectric, trwch y dielectric, trwch y pad, ffordd y ddaear. weiren, a'r olion o amgylch yr olrhain. Mae'r rhwystriant PCB yn amrywio o 25 i 120 ohms.
Yn ymarferol, mae llinellau trawsyrru PCB fel arfer yn cynnwys olrhain gwifren, un neu fwy o haenau cyfeirio, a deunyddiau inswleiddio. Mae olion a slabiau yn ffurfio'r rhwystriant llywio. Yn aml, bydd PCBs yn aml-haenog a gellir adeiladu'r rhwystriant llywio mewn sawl ffordd. Fodd bynnag, waeth beth yw'r dull a ddefnyddir, bydd y gwerth rhwystriant yn cael ei bennu gan ei strwythur ffisegol a phriodweddau trydanol y deunydd inswleiddio:
Lled a thrwch olrhain signal
Uchder y deunydd craidd neu wedi'i rag-lenwi ar bob ochr i'r olrhain
Olrhain a chyfluniad bwrdd
Cysonyn inswleiddio y deunydd craidd a rhag-lenwi
Mae dau brif fath o linellau trosglwyddo PCB: Microstrip a Stripline.
Microstrip:
Mae'r llinell microstrip yn ddargludydd stribed, sy'n cyfeirio at linell drosglwyddo gydag awyren gyfeirio ar un ochr, ac mae'r brig a'r ochrau yn agored i'r aer (hefyd wedi'u gorchuddio â haen cotio), sy'n cael ei roi ar wyneb yr inswleiddiad. bwrdd cylched Er cyson i Cyfeirir at yr awyren pŵer neu ddaear. Fel y dangosir isod:
Nodyn: Yn yr arfer o weithgynhyrchu PCB, mae'r ffatri fwrdd yn gyffredinol yn defnyddio haen o olew gwyrdd ar wyneb y bwrdd PCB. Felly, yn y cyfrifiad rhwystriant ymarferol, mae'r llinell microstrip arwyneb yn cael ei chyfrif yn gyffredinol gan ddefnyddio'r model a ddangosir yn y ffigur canlynol:
Llinell linell:
Mae'r llinell stribed yn ddargludydd stribed wedi'i osod rhwng dwy awyren gyfeirio, fel y dangosir yn y ffigur canlynol, gall cysonion dielectrig y dielectrics a gynrychiolir gan H1 a H2 fod yn wahanol.
Dim ond enghraifft nodweddiadol o'r llinellau microstrip a stribedi yw'r ddwy enghraifft uchod. Mae yna lawer o fathau o linellau microstrip a llinellau stribed, fel llinellau microstrip wedi'u lamineiddio, sy'n gysylltiedig â strwythur wedi'i lamineiddio PCB penodol.
Mae'r cyfrifiad mathemategol ar gyfer cyfrifo cyfwerth y rhwystriant nodweddiadol fel arfer yn seiliedig ar y dull datrysiad maes, sy'n cynnwys dadansoddiad o'r elfen bwlch. Felly, gan ddefnyddio'r meddalwedd cyfrifo rhwystriant arbennig SI9000, yr hyn sy'n rhaid i ni ei wneud yw trin y paramedrau rhwystriant nodweddiadol:
Er cyson dielectrig yr haen inswleiddio, y lled olrhain W1, W2 (trapesoid), y trwch olrhain T, a thrwch H yr haen inswleiddio.
Disgrifiad o W1, W2:
Mae angen cyfrifo'r gwerth yn y blwch coch. Cyfatebiaeth amodau eraill.
Mae'r canlynol yn defnyddio cyfrifyddu SI9000 i fodloni gofynion rheoli rhwystriant:
Yn gyntaf, cyfrifwch reolaeth rhwystriant un pen llinell ddata DDR:
Haen TOP: Y trwch copr yw 0.5OZ, y lled olrhain yw 5 MIL, y bylchau o'r awyren gyfeirio yw 3.8 MIL, a'r cysonyn dielectrig yw 4.2. Dewiswch y model, amnewid y paramedrau, a dewis y cyfrifiad di-golled, fel y dangosir:
Mae cotio yn dynodi'r cotio. Os nad oes cotio, llenwch y trwch â 0, ac mae'r cysonyn dielectrig wedi'i lenwi ag 1 (aer).
Mae'r swbstrad yn nodi bod haen y swbstrad, hynny yw, yr haen dielectrig, yn cael ei dewis yn gyffredinol o FR-4, a bod y trwch yn cael ei gyfrif trwy feddalwedd cyfrifo rhwystriant, a'r cysonyn dielectrig yw 4.2 (pan fo'r amledd yn llai nag 1 GHz).
Cliciwch ar yr eitem Pwysau (oz) i osod trwch copr y copr. Mae trwch y copr yn pennu trwch yr olrhain.
9. Cysyniad Prepreg / Craidd ar gyfer inswleiddio:
Mae PP (prepreg) yn fath o ddeunydd dielectrig, sy'n cynnwys ffibr gwydr a resin epocsi. Mae craidd hefyd yn gyfrwng math PP, ond mae ei ddwy ochr wedi'i orchuddio â ffoil copr, ond nid yw PP. Wrth wneud bwrdd aml-haen, mae CORE a C yn gyffredinol yn gydweithrediad PP, mae CORE a CORE wedi'u bondio â PP.
10. Rhagofalon wrth gynllunio pentyrru PCB:
(1), problem warpage
Dylai cynllunio lamineiddiad y PCB fod yn gymesur, hynny yw, mae trwch yr haen dielectrig a thrwch platio copr pob haen yn gymesur. Pan ddefnyddir y bwrdd chwe haen, mae trwch dielectrig a thrwch copr TOP-GND a BOTTOM-POWER yn gyffredin, GND-L2 Cyffredin gyda thrwch a thrwch copr L3-POWER. Nid yw hyn yn achosi ystof ar adeg lamineiddio.
(2) Dylai'r haen signal gael ei gyplysu'n dynn â'r awyren gyfeirio gyfagos (hy, dylai trwch y cyfrwng rhwng yr haen signal a'r haen gopr gyfagos fod yn fach); dylid cyplysu'r copr cyflenwad pŵer a chopr daear yn dynn.
(3) Mewn sefyllfa gyflymder uchel iawn, mae'n bosibl cymryd rhan yn y ffurfiad gormodol i rwystro'r haen signal, ond ni argymhellir blocio haenau pŵer lluosog, a allai ffurfio ymyrraeth sŵn diangen.
(4) Dangosir dosbarthiad haen nodweddiadol cynllun y pentwr yn y tabl canlynol:
(5), y canllawiau cyffredinol ar gyfer cynllun haenau:
Ochr isaf wyneb y gydran (yr ail haen) yw'r awyren ddaear, sy'n cyflenwi haen gysgodi'r offer ac yn cyflenwi'r awyren gyfeirio ar gyfer y gwifrau haen uchaf;
Gall pob haen signal fod yn gyfagos i'r awyren ddaear;
Ceisiwch atal y ddwy haen signal rhag union gyfagos;
Gall y brif ffynhonnell bŵer fod yn gyfagos iddi;
Ystyriwch gymesuredd y strwythur wedi'i lamineiddio.
O ran cynllun haen y fam fwrdd, mae'n anodd rheoli'r famfwrdd presennol y gwifrau egwyl hir cyfochrog, ac mae amlder gweithredu'r bwrdd yn uwch na 50 MHz.
(Ar gyfer amodau o dan 50MHZ, cyfeiriwch at yr ymlacio priodol), y canllawiau gosodiad a argymhellir:
Mae'r arwyneb cydran a'r arwyneb weldio yn awyrennau daear cyflawn (tarian);
Dim haenau gwifrau cyfochrog cyfagos;
Gall pob haen signal fod yn gyfagos i'r awyren ddaear;
Mae'r signal allweddol yn gyfagos i'r stratwm, nid ar draws y rhaniad
