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JingHongYi PCB (HK) Co., Limited

Herstellung von Leiterplatten zur Impedanzkontrolle
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Additional Info

    Verpakung: Vakuumpaket

    Produktivität: 10000

    Marke: JHY PCB

    Transport: Ocean,Air

    Ort Von Zukunft: China

    Zertifikate : ISO9001

Produktbeschreibung

Warum brauchen wir kontrollierte Impedanzen auf der Leiterplatte?


Da das Schaltungsdesign immer komplexer und schneller wird, ist es zu einem Problem geworden, wie die Integrität verschiedener Signale (insbesondere von Hochgeschwindigkeitssignalen), dh die Gewährleistung der Signalqualität, sichergestellt werden kann.

Die Bedeutung der kontrollierten Impedanz in einer Leiterplatte kann von vielen Variablen abhängen, einschließlich der spezifischen Eigenschaften der Leiterplatte und der Art und Weise, wie die Leiterplatte verwendet wird.

An dieser Stelle wird die Übertragungsleitungstheorie zur Analyse ausgenutzt. Die Impedanzanpassung der Steuersignalkennlinie wird zum entscheidenden Punkt. Eine nicht strenge Impedanzsteuerung führt zu erheblichen Signalreflexionen und Signalverzerrungen, was zu Entwurfsfehlern führt.
Um die Qualität des Signals in einem komplexen Design sicherzustellen, müssen wir den Widerstand und die Reaktanz eines Stromkreises steuern.
Wie Single-Ended-Impedanz 50 Ohm ± 10%, differentielle Impedanz 100 Ohm ± 10%.
Die Impedanz einer Leiterplatte wird maßgeblich durch folgende Parameter bestimmt:

  • Der Abstand der Signalschicht und des Potentials
  • Leitergeometrie
  • Spurbreite
  • Kupfer dicke
  • Permittivität εr

Wann ist eine kontrollierte Impedanz anzuwenden?


Wir müssen diese Produkte in der Herstellung, Verwendung und in Szenarien verwenden. Gemeinsame Signale wie PCI-Bus, PCI-E-Bus, USB, Ethernet, DDR-Speicher, LVDS-Signale usw. erfordern alle eine Impedanzsteuerung. Die Impedanzkontrolle muss letztendlich durch PCB-Design und höhere Anforderungen an die Leiterplattentechnologie realisiert werden.

Was ist die geregelte Impedanz?


Die Impedanz ist die Summe aus Widerstand und Reaktanz eines Stromkreises in Ohm. Der Widerstand ist der Widerstand gegen den Stromfluss, der in allen Materialien vorhanden ist. Die Reaktanz ist der Widerstand gegen den Stromfluss, der sich aus der Wirkung der inhärenten Kapazität und Induktivität des Leiters ergibt, die mit Änderungen der Spannung und des Stroms wechselwirken.


In Gleichstromkreisen tritt keine Reaktanz auf, und der Widerstand von Kupferleitern ist normalerweise unbedeutend. In Hochgeschwindigkeits-Wechselstromkreisen (solche mit starken Änderungen der Spannung und / oder des Stroms) kann die Reaktanz und damit die Impedanz sehr signifikant werden. Dies kann für die Funktionalität eines Entwurfs von entscheidender Bedeutung sein, da sich Änderungen der Impedanz entlang des Signalpfads vom Sender zum Empfänger auf die Effizienz der Leistungsübertragung sowie auf die Signalintegrität auswirken.


Während die Geschwindigkeit eines Stromkreises häufig als Frequenz der Wellenform ausgedrückt wird, ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Spannung und / oder der Strom ändern müssen, von entscheidender Bedeutung.

Bei der Entwicklung und Herstellung von Leiterplatten muss die kontrollierte Dielektrizität berücksichtigt werden


Die typischen Konstruktionsaspekte bei der Bestimmung der Anforderung zur Steuerung der Impedanz sind die Stärke der beteiligten Signale, die Anfälligkeit der Schaltung für Rauschen und Signalverzerrungen, die Kritikalität des Signal-Timings und die Geschwindigkeit, mit der sich die Signalquelle befindet Versuch, eine Änderung der Spannung und / oder des Stroms zu erzwingen.

Die Entwurfsüberlegungen zum Einstellen des Impedanzwerts für den Leiter sind typischerweise die Ausgangsimpedanz des Senders und die Eingangsimpedanz des Empfängers. Die Impedanz anderer Leiter (dh Koaxialkabel) im Schaltungspfad muss ebenfalls berücksichtigt werden.


Der akzeptable Bereich (Toleranz) für die Impedanz muss während der Entwurfsphase sowie bei der Angabe der PCB-Parameter bestimmt und berücksichtigt werden.


In vielen Fällen reicht es aus, nur Softwaremodelle zu verwenden, um die erwartete Impedanz mit bestimmten dielektrischen Materialien und Abständen zu bestimmen, gefolgt von der Anforderung dieser Parameter, wenn die Leiterplatten hergestellt werden. Dies ist das, was wir als kontrolliertes Dielektrikum bezeichnen.


Für kritischere Anwendungen müssen Sie [geregelte Impedanz "angeben und die tatsächlichen Impedanzanforderungen für die Leiter angeben, und wir werden die Dielektrika und Leiter fein abstimmen, um diese Anforderungen zu erfüllen. Die Impedanzanforderungen müssen basierend auf der Schicht und angegeben werden die Leiterbreiten.

PCB Impedance Control Rechner


JHY PCB verwendet den branchenüblichen Polar Impedance Calculator SI8000 zur Impedanzberechnung. Wir stellen einen Impedanzbericht zur Verfügung. In der Regel verwenden Designer veröffentlichte Prepreg-Werte aus dem Datenblatt, um die Impedanz zu berechnen. Wir haben im Laufe der Jahre umfangreiche Forschungen durchgeführt, um unsere Prepreg-Dicke "raus oder pressen", auch als Auspressdicke bekannt, zu ermitteln.


Mithilfe dieser Werte können wir unsere Impedanzberechnungen verfeinern, sodass sie den tatsächlichen Werten auf der fertigen Leiterplatte näher kommen. Aus diesem Grund empfehlen wir Ihnen, mit unserem Team und erfahrenen Field Application Engineers auf konzeptioneller Ebene zusammenzuarbeiten, damit wir Sie bei der Verfeinerung Ihrer Impedanzberechnungen unterstützen können.

PCB Impedance Control calculator

Stack-Up-Impedance-Control

Microstrip calculator


Herstellung und Test von Controlled Impedance PCB.


Mit der zunehmenden Betriebsgeschwindigkeit elektronischer Schaltungen steigt auch der Bedarf an Leiterplatten mit geregelten Impedanzen, die von den meisten Leiterplattenherstellern hergestellt werden. Wenn der Wert der gesteuerten Impedanz falsch ist, kann es sehr schwierig sein, das Problem zu identifizieren, wenn die Leiterplatte zusammengebaut ist.



Da die Impedanz von vielen Parametern abhängt (Leiterbahnbreite, Leiterbahndicke, Laminatdicke usw.), wird die Mehrzahl der Leiterplatten derzeit zu 100% auf kontrollierte Impedanz getestet. Der Test wird jedoch normalerweise nicht auf der eigentlichen Leiterplatte durchgeführt, sondern auf einem Testcoupon, der zur selben Zeit und auf derselben Platte wie die Leiterplatte hergestellt wurde. Manchmal ist der Testcoupon in die Hauptplatine integriert.

Im Allgemeinen stehen für eine Leiterplatte mit Impedanzregelung drei Servicestufen zur Verfügung


Keine Impedanzkontrolle. Die Impedanztoleranz ist locker genug, so dass eine Konstruktion ohne zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen die richtige Impedanz ergibt, solange die Konstruktion innerhalb der Standardspezifikationen korrekt ausgeführt wird. Dies ist die schnellste und kostengünstigste Option, da sie den Leiterplattenhersteller nicht zusätzlich belastet.

Impedanz beobachten. Der Designer gibt die Impedanzkontrollspur an. Der Leiterplattenanbieter passt die Breite (B) der Leiterbahn und die Höhe (H) des Dielektrikums an und holt die Genehmigung für die vorgeschlagenen Spezifikationen ein, bevor er mit der Herstellung beginnt. Ein TDR-Test (Time Domain Reflectometry) kann durchgeführt werden, um die Impedanz gegen Aufpreis zu bestätigen.

Impedanzkontrolle. Gewöhnlich reserviert für High-End-Designs, die entweder ein seltsames Design enthalten, das nicht zur üblichen Mikrostreifen-Konfiguration passt, oder eine enge Toleranz. Wenn sich die Grenzen der Fertigungskapazität den Dimensionsanforderungen nähern, ist das Vertrauen nicht hoch, und die Zielimpedanz wird beim ersten Durchgang erreicht. Der Leiterplattenhersteller fertigt die Platine zunächst so an, dass sie der Zielimpedanz so nahe wie möglich kommt. Als nächstes wird ein TDR-Test durchgeführt, um festzustellen, ob die Impedanz innerhalb der Spezifikation liegt, und gegebenenfalls werden Anpassungen vorgenommen. In dem folgenden Beispiel kann das Prepreg (mit einem Epoxidharz "vorimprägnierte" Verbundfasern) in Schritten von 1 mil hinzugefügt oder entfernt werden, um H zu beeinflussen, und es können auch Änderungen an W vorgenommen werden. Je nach Design können mehrere Iterationen erforderlich sein .

Im Falle eines Mikrostreifens hängt die Impedanz von 4 Parametern ab:


  1. H ist die Höhe des Dielektrikums. Sie kann schrittweise geändert werden. In diesem Beispiel ergeben +/- 1 mil +/- 2 Ohm
  2. Er ist das Dielektrikum des Materials. Es ist festgelegt, sobald das Material ausgewählt ist. Eine gute Vorstellung von Er ist erforderlich, da +/- 0,1 zu +/- 0,5 Ohm führen. Um die Sache noch komplizierter zu machen, haben nur bestimmte Spezialmaterialien wie Rogers 4003 genau definierte Dielektrika.
  3. T ist die Spurdicke. Eine äußere Spur wird plattiert, was eine 20% ige Unsicherheit bei äußeren Spuren ergibt. Dies führt zu einer kleinen Unsicherheit von +/- 0,2 Ohm.
  4. W ist die Spurbreite. Die typische Unsicherheit der Leiterbahnbreite beträgt +/- 2 mil, was zu einer Unsicherheit von +/- 2 Ohm führt.


50 Ohm geregelte Impedanz

Im vorliegenden Beispiel ist eine Leiterbahnbreite von 26 mil erforderlich, wenn die Zielimpedanz 50 Ohm beträgt. Da es eine Toleranz für die Eingabeparameter gibt, wird dies in eine Toleranz für die Spurbreite übersetzt. Das Erreichen der berechneten Spurgröße sollte zu der erforderlichen Impedanz führen.

Herstellungshinweise für Leiterplatten mit gesteuerter Impedanz


Bitte teilen Sie uns die Herstellungshinweise für Leiterplatten mit gesteuerter Impedanz bei der Bestellung zur Herstellung von Leiterplatten mit.


Impedance Control PCB ENIG 2u" BGA 6 Layer


Type Impedance Control PCB
Layers 6L
Base Material FR4 Tg170
Dielectric Prepreg
Board Thickness 1.5mm±10%
Copper Weight 1oz
Surface Finish ENIG 1U"
Minimum trace Width/Spacing 0.1/0.1mm(4/4mils) 
Solder Mask Color Green
Silkscreen Color White
Min. Hole Size 0.1mm
Min.BGA Pad 0.25mm
Hole Copper Wall Thickness 25.4um
Controlled Impedance Yes
IPC Class III Yes
Flame Retardant Properties 94 V-0
Application Military avionics

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Produktgruppe : Impedanzsteuerplatine

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