Jak dobrze wiadomo, kontrola impedancji jest najbardziej podstawową zasadą w naszych konstrukcjach o dużej prędkości. Obecnie konwencjonalne fabryki płytek kontrolują impedancję z błędem 10%, a wielu znajomych może mieć pytania, dlaczego wynosi ona 10%? Teoretycznie im mniejszy błąd, tym lepiej, więc dlaczego nie zwiększyć jeszcze bardziej konwencjonalnej możliwości sterowania do 8%, a nawet 5%?
Istnieje wiele czynników wpływających na impedancję okablowania PCB, w tym głównie szerokość i grubość drutu miedzianego, stała dielektryczna medium, grubość medium i grubość maski lutowniczej. Dlatego, aby zminimalizować błąd impedancji, należy bardzo dobrze kontrolować błędy różnych czynników wymienionych powyżej podczas procesu przetwarzania PCB, aby ostatecznie uzyskać mały błąd impedancji. Jednak przyglądając się krok po kroku procesowi przetwarzania PCB, odkryjesz, że prawie każdy proces powoduje błędy w kontroli impedancji linii transmisyjnej, a niektóre procesy są również pełne losowości. Zatem wartość 10% jest wartością optymalną, jaką może osiągnąć fabryka płyt po uwzględnieniu różnych błędów. A osiągnięcie 8% czy nawet 5% jest bardzo trudne.
Trudność 1: Efekt włókna szklanego
Na wycinku płytki PCB widać, że podłoże PCB (niezależnie od tego, czy jest to rdzeń, czy arkusz PP) składa się z dwóch części, w tym tkaniny z włókna szklanego (tkaniny z włókna szklanego) i żywicy. Wśród nich tkanina z włókna szklanego jest jak szkielet, odgrywając rolę w zwiększaniu wytrzymałości i wsparcia, podczas gdy żywica jest jak klej, odgrywając rolę wiążącą. Jaki jest efekt włókna szklanego? Efekt włókna szklanego jest spowodowany różnymi stałymi dielektrycznymi tkaniny z włókna szklanego i żywicy. Ogólnie rzecz biorąc, stała dielektryczna tkaniny z włókna szklanego wynosi około 6, podczas gdy żywica jest stosunkowo niska, zwykle między 2 a 3. W tym momencie bardzo ważne staje się położenie linii różnicowej na tkaninie z włókna szklanego: kiedy spada ona na pustą oknie lub na tkaninie, odpowiednia różnica impedancji jest znaczna, co z kolei powoduje błędy impedancji. Struktura zwykłej tkaniny z włókna szklanego: Wpływ pustego włókna szklanego na impedancję wynika głównie z tego, że okablowanie może spaść na puste okno lub na tkaninę z włókna szklanego. Ze względu na różnicę w stałej dielektrycznej między nimi, wyświetlana impedancja musi być inna. W rzeczywistej produkcji to, czy okablowanie spadnie na puste okno, czy na tkaninę z włókna szklanego, jest pełne losowości, więc powstający tutaj błąd impedancji jest niekontrolowany.
Trudność 2: Kontrola błędu dokładności szerokości/grubości linii
Szerokość linii PCB jest jednym z ważnych czynników wpływających na impedancję: im większa szerokość linii, tym mniejsza impedancja. W procesie produkcji PCB konieczna jest kontrola szerokości linii z tolerancją 10%, aby lepiej spełniać wymagania dotyczące kontroli impedancji. Podobnie grubość drutu (grubość miedzi) jest również jednym z ważnych czynników wpływających na impedancję: im większa grubość miedzi, tym mniejsza impedancja. Jednak w rzeczywistej produkcji słaba kontrola dokładności obwodu i duże odchylenie impedancji to najczęstsze problemy wielu producentów płytek PCB. Aby dobrze kontrolować dokładność obwodów, producenci płytek PCB muszą posiadać wysokiej jakości maszyny do naświetlania obwodów i maszyny do trawienia próżniowego. Aby zapewnić możliwie stałą szerokość linii, fabryka płyt musi również kompensować folię inżynieryjną pod kątem procesu w oparciu o ilość wytrawionego boku, błąd rysowania światła i błąd transferu grafiki, aby spełnić wymagania dotyczące szerokości linii/linii grubość.
Trudność 3: Zwiększanie grubości medium może zwiększyć impedancję, natomiast zmniejszenie grubości medium może zmniejszyć impedancję.
Różne arkusze utwardzające mają różną zawartość i grubość kleju, dlatego fabryka płyt musi dokładnie poznać średnią grubość samej płyty; Jednocześnie grubość prasowanej blachy jest powiązana z płaskością prasy i programem płyty prasującej. Zatem, aby kontrolować grubość medium, kluczem jest projekt techniczny, kontrola płyty dociskowej, tolerancja materiału przychodzącego i inne aspekty. Wszelkie problemy z procesem będą miały wpływ na końcowy błąd impedancji płytki. Szczególnie w przypadku płyt o wysokiej i wielowarstwowej impedancji proces prasowania ma kluczowe znaczenie. Ponieważ warstwa dielektryczna PP będzie wykazywała stan płynięcia przy ściskaniu w wysokiej temperaturze, niezwykle ważne jest kontrolowanie temperatury, procesu i kalibracji ściskania. W przeciwnym razie odchylenie grubości gotowej warstwy dielektrycznej poważnie wpłynie na dokładność wartości impedancji.
Trudność 4: Kontrola grubości zgrzewania oporowego
Ogólnie rzecz biorąc, wydrukowanie maski lutowniczej zmniejszy impedancję warstwy zewnętrznej, dlatego przy kontrolowaniu błędów impedancji należy uwzględnić wpływ maski lutowniczej. W normalnych okolicznościach jednorazowe wydrukowanie maski lutowniczej może zmniejszyć pojedynczy koniec o 2 Ω, a różnicę o 8 Ω; Wartość redukcji w przypadku drukowania dwukrotnego jest dwukrotnie większa niż w przypadku drukowania jednorazowego; Po wydrukowaniu więcej niż trzy razy wartość impedancji już się nie zmienia.
Na błąd impedancji wpływa wiele czynników, wśród których niektóre czynniki przetwarzania są jeszcze bardziej losowe, dlatego też błąd impedancji trudno osiągnąć na poziomie 5%. Dlatego też dla rozwoju produktu ważniejsze może być nie skupianie się na błędach obróbki impedancji wynoszących 10%, 8%, a nawet 5% w stosunku do procesu przetwarzania, ale skupienie się na uzyskaniu większego marginesu systemu z bardziej zoptymalizowanych projekty na płytkach PCB odporne na błędy obróbki.
Na błąd impedancji wpływa wiele czynników, wśród których niektóre czynniki przetwarzania są jeszcze bardziej losowe, dlatego też błąd impedancji trudno osiągnąć na poziomie 5%. Dlatego też dla rozwoju produktu ważniejsze może być nie skupianie się na błędach obróbki impedancji wynoszących 10%, 8%, a nawet 5% w stosunku do procesu przetwarzania, ale skupienie się na uzyskaniu większego marginesu systemu z bardziej zoptymalizowanych projekty na płytkach PCB odporne na błędy obróbki.
Uniwell Circuit to profesjonalny producent 2-32 warstwowych płytek drukowanych o wysokiej precyzji, posiadający ponad dziesięcioletnie doświadczenie w zakresie dojrzałych procesów i dane branżowe. Jednocześnie podążamy za rozwojem technologii branżowych i stale podnosimy poziom naszych procesów. Posiadamy bogaty zespół produkcyjny i znamy doświadczenie procesowe w zakresie miękkich, twardych płytek klejących, płytek wielowarstwowych i płytek drukowanych HDI. Musimy dowiedzieć się więcej o miękkich, twardych płytkach klejących, płytkach wielowarstwowych i płytkach drukowanych HDI. Zapraszamy do kontaktu!