Quel type de carte est la carte de contrôle d'impédance ?
Dans un circuit électrique (circuit constant distribué) qui introduit le concept de distance, le rapport de la tension au courant ou le rapport du champ électrique au champ magnétique est appelé "impédance caractéristique", et l'unité est Ω.
Le contrôle d'impédance est le processus d'ajustement des ohms d'une ligne spécifique tel que spécifié par le client.
Lors de la connexion de l'entrée et de la sortie d'un circuit électrique à l'autre, en principe, il est nécessaire de faire correspondre l'impédance de chacun. La connexion avec un câble coaxial (structure comme une antenne TV) est la plus stable, mais la carte de contrôle d'impédance le reproduit sur un circuit imprimé.
Tendances récentes du contrôle d'impédance
Notre objectif est de livrer le plus rapidement possible, même pour les substrats qui supportent les hautes fréquences.
Ces dernières années, le nombre de cartes de circuits imprimés compatibles avec les hautes fréquences a considérablement augmenté. Plus la fréquence est élevée, plus la perte de transmission est importante, de sorte que des matériaux à faible constante diélectrique sont utilisés pour réduire la perte de transmission en tant que contre-mesure.
Chez VICTORY PCB, nous sommes experts dans la fabrication de circuits imprimés de contrôle d'impédance. Normalement, il faut environ un mois pour commander des matériaux, mais nous essayons de raccourcir le délai de livraison en les ayant toujours en stock. De plus, il est possible de commander d'autres matériaux demandés par le client.
Il existe différentes méthodes de contrôle d'impédance
Le rapport de la tension au courant et le rapport du champ électrique au champ magnétique sont ajustés en changeant les éléments suivants.
Largeur de ligne, interligne
C'est l'élément le plus modifiable. Pour une seule ligne, l'augmentation de la largeur de ligne réduira la valeur d'impédance et la diminution de la largeur de ligne augmentera la valeur d'impédance.
Dans le cas de lignes différentielles, l'augmentation de la largeur de ligne et la diminution de l'espacement des lignes réduiront la valeur d'impédance, tandis que la diminution de la largeur de ligne et l'augmentation de l'espacement des lignes augmenteront la valeur d'impédance.
Épaisseur de feuille de cuivre
L'augmentation de l'épaisseur de la feuille de cuivre réduira la valeur d'impédance et la diminution de l'épaisseur de la feuille de cuivre augmentera la valeur d'impédance.
Distance entre la ligne de signal et la référence
Pour la microstripline et la stripline, la couche de ligne de signal et la couche de référence sont séparées. En d'autres termes, la distance intercouche correspond à la distance de référence.
Lorsque la distance à la référence augmente, la valeur d'impédance augmente et lorsque la distance diminue, la valeur d'impédance diminue.
Permittivité relative
C'est la constante diélectrique spécifique du matériau. Une constante diélectrique plus élevée entraîne une valeur d'impédance plus faible, et une constante diélectrique plus faible entraîne une valeur d'impédance plus élevée.
Épaisseur de résine
Dans le cas des lignes microruban, l'effet n'est pas important, mais une résistance plus épaisse entraînera une valeur d'impédance plus faible, et une résistance plus fine entraînera une valeur d'impédance plus élevée.
Facteurs affectant l'impédance caractéristique des cartes de circuits imprimés
Il existe différents mécanismes et structures, mais lors de la création d'une carte de circuit imprimé, les éléments qui affectent l'impédance sont fixes. Fondamentalement, nous recevons des données du client et nous recevons des informations sur le Ω qu'il souhaite contrôler pour une ligne spécifique. La carte de contrôle d'impédance consiste à changer les éléments décrits ci-dessous et à ajuster selon la demande du client.
Largeur de ligne, Interligne
Ce sont les éléments les plus faciles à changer.
Pour une seule ligne, l'augmentation de la largeur de ligne réduira la valeur d'impédance et la diminution de la largeur de ligne augmentera la valeur d'impédance.
Pour les lignes différentielles, l'élargissement de la largeur de ligne et le rétrécissement de l'espacement des lignes réduiront la valeur d'impédance, tandis que le rétrécissement de la largeur de ligne et l'augmentation de l'espacement augmenteront la valeur d'impédance.
Épaisseur de feuille de cuivre
L'augmentation de l'épaisseur de la feuille de cuivre diminue la valeur d'impédance, et la diminution de l'épaisseur de la feuille de cuivre augmente la valeur d'impédance.
Distance entre la ligne de signal et la référence
Pour la microstripline et la stripline, la couche de ligne de signal et la couche de référence sont séparées. En d'autres termes, la distance intercouche correspond à la distance de référence.
Lorsque la distance à la référence augmente, la valeur d'impédance augmente et lorsque la distance diminue, la valeur d'impédance diminue.
Dans le cas d'une carte souple, la distance à la référence est inférieure à celle d'une carte rigide normale, donc la valeur de l'impédance est forcément faible.
Pour répondre aux besoins du client, la largeur de ligne doit être réduite afin d'augmenter la valeur de l'impédance.
Ensuite, selon les cas, la largeur de trait doit être finie avec environ 50μ, ce qui rend la fabrication difficile.
Dans ce cas, nous pouvons appliquer une structure coplanaire où la référence est sur la même couche que la ligne de signal.
Permittivité relative
C'est la permittivité relative propre au matériau. Fondamentalement, le matériau est spécifié par le client, il n'y a donc aucun moyen de le modifier.
Une constante diélectrique plus élevée entraîne une valeur d'impédance plus faible, et une constante diélectrique plus faible entraîne une valeur d'impédance plus élevée.
Résister à l'épaisseur
Pour les lignes microruban, l'épaisseur de la réserve affecte également la valeur d'impédance. Une résistance plus épaisse se traduira par une valeur d'impédance plus faible, et une résistance plus fine se traduira par une valeur d'impédance plus élevée.
Simulation d'impédance
Il existe un logiciel qui calcule automatiquement la valeur d'impédance lors de la fabrication d'une carte avec cette structure en entrant les éléments qui affectent l'impédance mentionnés ci-dessus. Inversement, en saisissant la valeur d'impédance, vous pouvez également calculer la largeur et l'espacement des lignes.
En conséquence, la configuration de la couche, la largeur de ligne et l'espacement des lignes peuvent être déterminés avant la création de la carte, de sorte que les risques que la valeur d'impédance s'écarte de la valeur d'impédance attendue après la fabrication de la carte ont été considérablement réduits.
Mesure d'impédance
Selon le client, nous devons mesurer l'impédance et garantir la valeur numérique.
En raison de la forme de la sonde de l'instrument de mesure, il n'est pas possible de mesurer directement les lignes à l'intérieur de la carte. . Tout d'abord, mesurez la plaque standard de 50 Ω et effectuez des réglages fins. Après ajustement, mesurer un coupon de test et le comparer à 50Ω donne une valeur d'impédance précise.
Techniques de simulation d'impédance
Les valeurs d'impédance les plus courantes sont 45Ω, 50Ω et 75Ω en simple, et 90Ω, 100Ω et 120Ω en différentiel.
En plus de ce qui précède, des notes sur le contrôle d'impédance de la carte de circuit imprimé sont décrites. Si des mesures d'impédance sont nécessaires, des coupons de test sont nécessaires.
La taille standard du coupon de test est de 10 mm x 75 mm, nous devons donc placer des coupons de test pour le nombre de types de spécifications qui nécessitent un contrôle d'impédance. Par conséquent, il est nécessaire de penser à l'imposition avec une certaine marge de manœuvre.
Dans le cas des hautes fréquences, l'explication jusqu'à présent ne suppose essentiellement aucune perte.
Strictement parlant, la perte de transmission doit être prise en compte dans le cas d'un contrôle d'impédance (bien que cela convienne dans la plupart des cas).
Plus la fréquence du circuit est élevée, plus la perte de transmission est importante, ce qui peut différer de la valeur d'impédance cible.
Malheureusement, le logiciel dont nous disposons actuellement ne peut pas gérer les simulations qui tiennent compte de la perte de transmission.
Technologie de fabrication
La classification des cartes de circuits imprimés tient compte de la technologie de leur fabrication. Trois méthodes principales sont utilisées :
· soustractif - afin d'obtenir un motif conducteur, les sections inutiles de la couche conductrice (feuille) à la surface de la base sont éliminées par gravure ;
· additif - le matériau conducteur est déposé de manière sélective sur une base non métallique ;
· semi-additif - une fine couche de revêtement est préalablement appliquée sur la base, qui est ensuite retirée des interstices.
Les méthodes additives selon le principe de création d'un revêtement conducteur sont divisées en chimiques et chimico-galvaniques.
Les PCB diffèrent également dans la méthode d'application du motif de câblage imprimé :
· maillageographie;
· tirage photo (négatif ou positif) ;
· impression offset.
D'autres subtilités du processus technologique de fabrication des cartes de circuits imprimés sont également prises en compte.
Si un client demande une simulation de perte de transmission, nous ne pouvons pas répondre en interne. Cependant, si ce n'est pas fréquent, vous pouvez demander à Polar Instruments d'effectuer une S-mulation.
Dans ce cas, des informations sur la tangente de perte diélectrique du matériau, la longueur de la ligne de commande et la fréquence du circuit alternatif sont nécessaires comme facteurs d'influence.
