銅ホイル12umのインピーダンスはPCB 2の側面を銅張りにする覆われた制御した

Iの概要インピーダンスC制御されたPCB

インピーダンス制御がないと、重大な信号反射や信号歪みが発生し、設計の失敗につながります。インピーダンス制御は、PCI バス、PCI-E バス、USB、イーサネット、DDR メモリ、LVDS 信号などの一般的な信号に必要です。インピーダンス制御は、最終的には PCB 設計によって実現する必要があり、PCB ボードのプロセスに対するより高い要件も求められます。も前に出してください。したがって、シグナルインテグリティ要件に従って配線のインピーダンスを制御する必要があります。

異なる配線の対応するインピーダンス値は計算によって取得できます。

マイクロストリップライン

これは、ストリップ導体とグランドプレーンで構成され、中央に誘電体があります。誘電率、線幅、グランドプレーンまでの距離が制御可能であれば、特性インピーダンスも±5%の精度で制御可能です。

ストリップライン

ストリップラインは、2 つの導電面の間に配置された誘電体の中央にある銅のストリップです。線路の厚さと幅、誘電体の誘電率、および 2 つの接地面間の距離がすべて制御可能であれば、線路の特性インピーダンスも 10% 以内の精度で制御可能です。

多層基板の構造

PCB のインピーダンスを適切に制御するには、まず PCB の構造を理解する必要があります。

当社が通常多層基板と呼ぶのは、コアとプリプレグを相互に積層してプレスしたもので、コアはプリント配線板の基本材料である一定の厚みをもった硬質の両面銅張板です。プリプレグで構成されるいわゆる湿潤層は接着コアとして機能しますが、一定の初期厚さを持ちますが、その厚さはプレス中に多少変化します。

一般に、多層基板の最外の 2 つの誘電体層はウェッティング層であり、これら 2 つの層の外側には外側の銅箔として別の銅箔層があります。銅箔の外層と内層の元の厚さの仕様は一般的に 0.5 オンス、1 オンス、2 オンスの 3 種類（1 オンスは約 35 μm または 1.4 ミル）ですが、一連の表面処理の後、最終的な厚さは銅箔の外層の厚さは一般に約 1 オンス程度増加します。内側の銅箔はコアの両側を銅で覆った材料であり、その最終的な厚さは元の厚さとわずかに異なりますが、エッチングにより、通常はある程度のμmが減少します。

多層基板の最外層はソルダーマスクであり、弊社では通常これを「グリーンオイル」と呼んでいます。もちろん、黄色や他の色にすることもできます。ソルダーマスクの厚さを正確に決定することは一般に困難です。表面の銅のない領域は銅のある領域よりわずかに厚いですが、銅箔の厚さが不足しているため、銅箔は依然として非常に目立ちます。プリント基板の表面を指で触ったとき。

一定の厚さのプリント基板を作成する場合、さまざまな材料のパラメータを合理的に選択する必要があります。一方、プリプレグの最終的な厚さは初期の厚さよりも薄くなります。

PCB のパラメータ

PCB パラメータは、PCB 工場ごとに若干異なります。BichengPCB のいくつかのパラメータは次のとおりです。

表面銅箔

アクセス可能な表面銅箔材料の厚さは 12um、18um、35um の 3 種類があります。加工後の最終的な厚さは約44μm、50μm、67μmです。

芯

当社の一般的な PCB 基板は、標準 FR-4 の両面銅クラッドである IT158 です。オプション仕様についてはメーカーにお問い合わせください。

プリプレグ

仕様（原板厚）は、7628H（0.213mm）、7628（41%）（0.185mm）、7628（43%）（0.195mm）、2116HR（0.135mm）、2116（0.120mm）、1080（0.075mm）です。と1060（0.05mm）。実際にプレスした後の厚みは通常、元の値より10～15um薄くなります。同じ濡れ層に最大 3 つのプリプレグを使用でき、厚さを同じにすることはできません。プリプレグは少なくとも 1 つだけ使用できますが、メーカーによっては少なくとも 2 つのプリプレグを使用する必要があります。プリプレグの厚みが足りない場合は、コア両面の銅箔をエッチング除去し、プリプレグを両面に貼り付けることでより厚い濡れ層を実現できます。

半田マスク

銅箔C2上のソルダーマスクの厚さは約8～10μmです。銅のない表面領域 (C1) 上のはんだマスクの厚さは、表面銅の厚さの違いに基づいて変化します。表面銅の厚さが 45um の場合、C1 は約 13 ～ 15um であり、表面銅の厚さが 70um の場合、C1 ≒ 17 ～ 18um です。

T彼断面指揮者の

導体の断面は長方形だと思いがちですが、実際は台形です。TOP層を例にとると、銅箔の厚さが1オンスの場合、台形の上底は下底よりも1ミル短くなります。たとえば、線幅が 5 ミルの場合、その上底は約 4 ミル、下底は 5 ミルです。上底と下底の違いは銅の厚さに関係します。

誘電率

プリプレグの誘電率は厚さに依存します。CCL の誘電率は使用される樹脂材料に関係しており、FR4 材料の誘電率は 4.2 ～ 4.7 であり、周波数の増加とともに減少します。

誘電損失 fアクトr

交流電界の作用下で誘電体の加熱によって消費されるエネルギーは誘電損失と呼ばれ、通常は誘電損失係数tanδで表されます。IT158 の標準値は 0.016 です。

確実に処理できる最小の線幅と線間隔は 4mil / 4mil です。

インピーダンス計算ツールの紹介:

多層基板の構造を理解し、必要なパラメータを習得した後、EDA ソフトウェアを使用してインピーダンスを計算できます。Allegro を使用して計算することもできますが、ここでは特性インピーダンスを計算するのに適したツールである Polar SI9000 を推奨します。現在、多くの PCB 工場がこのソフトウェアを使用しています。

差動ラインまたはシングルエンドラインの内部信号の特性インピーダンスを計算すると、Polar SI9000 と Allegro の計算結果にはわずかな違いがあることがわかりますが、これは処理の詳細に関連しています。導体の断面形状など。ただし、表面信号の特性インピーダンスを計算するときは、表面モデルではなくコーティングされたモデルを選択することをお勧めします。この種のモデルでははんだマスクの存在が考慮され、結果がより正確になるためです。次の図は、ソルダーマスクを考慮した場合の Polar SI9000 を使用し、表面差動ライン インピーダンス 50 オームで計算した結果です。

ソルダーマスクの厚さの制御は難しいため、基板工場が推奨する近似方法も使用できます。表面モデルから計算された結果から特定の値を減算するには、差動インピーダンスを減算することをお勧めします。 8 オーム、シングルエンド インピーダンス 2 オーム。

差動ペアのインピーダンスの要件

(1) 配線モード、パラメータ、インピーダンス計算を決定します。差動ペア配線は、外側マイクロストリップライン差動モードと内側ストリップライン差動モードの2種類に分けられます。インピーダンスは、関連するインピーダンス計算ソフトウェア (POLAR-SI9000 など) を使用して計算できます。また、適切なパラメーターのセットによるインピーダンス計算式を使用して計算することもできます。

(2) 等距離平行線。線幅と間隔を決定します。配線レイアウトの際は、計算された線幅と間隔に厳密に従ってください。2 本の線間の間隔は変更できません。つまり、平行を維持する必要があります。並列には、2 線分の並列配線と 2 線分の上下配線の 2 種類があります。後者 (層間差動信号) は、一般に可能な限り回避されます。これは、積層層間の積層位置合わせ精度が、実際の PCB 製造における同層のエッチング精度よりもはるかに低く、損失が生じるためです。ラミネート時の差動線路の間隔は層間絶縁膜の厚さと等しくすることができず、層間差動ペア間で差動インピーダンスの変化が発生します。したがって、可能な限り同層差動を使用することをお勧めします。