PCB de contrôle d'impédance

PCB de contrôle d'impédance

Qu'est-ce que le PCB de contrôle d'impédance

Le circuit imprimé de contrôle d'impédance est un type de circuit imprimé conçu pour maintenir une impédance constante sur toute la carte. L'impédance d'un PCB fait référence à la mesure de la résistance au flux d'un signal de courant alternatif (AC). C'est un paramètre important qui affecte les performances des circuits numériques à grande vitesse et des circuits analogiques.

Avec l'augmentation de la vitesse de fonctionnement des circuits électroniques, les besoins en impédances caractéristiques contrôlées pour les circuits imprimés ont également augmenté, et la majorité des fabricants de circuits imprimés produisent des circuits imprimés à contrôle d'impédance pour de nombreuses applications.

Capacités dans la fabrication de circuits imprimés de contrôle d'impédance

Victory PCB est un fabricant professionnel de circuits imprimés capable de produire des circuits imprimés de contrôle d'impédance de haute qualité. Consultez nos capacités de fabrication de circuits imprimés dans le tableau ci-dessous :
Capacité mensuelle 3650 XNUMX XNUMX m² / mois
Couche couches 4
Source FR4, TG180
Épaisseur du panneau fini 1.6m
Largeur de trace min./Espace 8 / 8mil
Taille minimale du trou 0.25mm
Cuivre min dans l'épaisseur du trou 1oz
Couche extérieure Épaisseur de cuivre fini 3oz
Épaisseur de cuivre de base de la couche interne 3oz
Tolérance de contrôle d'impédance ± 10%

Pourquoi le circuit imprimé de contrôle d'impédance est-il nécessaire

Lorsqu'un signal a besoin d'une impédance spécifique pour fonctionner correctement, une impédance contrôlée doit être préférée. Dans les applications à haute fréquence, le maintien d'une impédance constante sur toute la carte électronique est essentiel pour protéger les données transférées contre les dommages et pour maintenir la clarté du signal. Plus la trace est longue ou plus la fréquence est élevée, plus l'adaptation est nécessaire. Tout manque de rigueur à ce stade peut augmenter le temps de commutation d'un appareil ou d'un circuit électronique et provoquer des erreurs inattendues.

L'impédance non contrôlée est difficile à analyser une fois les composants montés sur le circuit. Les composants ont des capacités de tolérance différentes selon leur lot. De plus, leurs spécifications sont impactées par les variations de température qui peuvent entraîner des dysfonctionnements. Dans de tels cas, le remplacement du composant peut sembler être la solution dans un premier temps alors qu'en fait c'est l'impédance de piste inadaptée qui est à l'origine du problème.

C'est pourquoi les impédances de trace et leurs tolérances doivent être vérifiées dès le début de la conception du PCB. Les concepteurs doivent travailler main dans la main avec le fabricant pour garantir la conformité des valeurs des composants.

Facteurs affectant le contrôle de l'impédance

Quelques facteurs affectent l'impédance contrôlée de la carte de circuit imprimé, notamment : l'épaisseur diélectrique, la largeur de la trace, l'épaisseur du cuivre, la constante diélectrique Er du matériau sélectionné pour l'empilement et l'épaisseur du masque de soudure.

  • Largeur de trace : Plus la largeur de piste est grande, plus l'impédance sera faible. Plus la largeur de piste est fine, plus l'impédance offerte est importante. L'augmentation de l'épaisseur de la carte augmente l'impédance tandis que la réduction diminue l'impédance.
  • Épaisseur diélectrique : l'épaisseur diélectrique affecte également l'impédance. La rigidité diélectrique d'un matériau est une mesure de la rigidité électrique d'un isolant. Elle est définie comme la tension maximale requise pour produire un claquage diélectrique à travers le matériau et est exprimée en volts par unité d'épaisseur.
  • Épaisseur de cuivre: L'épaisseur de cuivre est également prise en compte lors du calcul de l'impédance de la trace dans les circuits numériques haute vitesse et RF.
  • Constante diélectrique: La constante diélectrique est le rapport de la permittivité électrique d'un matériau à la permittivité électrique trouvée dans le vide. Dans un PCB, la constante diélectrique a tendance à varier inversement avec la fréquence. Un circuit imprimé avec une constante diélectrique faible et stable convient aux hautes fréquences et à l'impédance contrôlée. Une constante diélectrique plus difficile peut souvent affecter l'impédance de manière imprévisible.

Autres considérations de conception

Les lignes de tracé doivent être aussi courtes que possible et réduire les longueurs dans la mesure du possible. Si les longueurs de piste sont assez longues, des terminaisons doivent être utilisées pour éviter les réflexions.

Les tronçons de routage et les discontinuités, qui ajoutent aux réflexions et à la dégradation de la qualité du signal, doivent être évités.

Pour le routage de paires différentielles, essayez de vous assurer que les paires de signaux ont la même longueur.

Utilisation du perçage arrière - pour un fond de panier épais où le signal va de la couche supérieure à l'une des couches internes, le reste du corps en cuivre du via ou la broche du connecteur à ajustement serré sera un talon, entraînant une réflexion . Le perçage arrière élimine le cuivre indésirable. Il s'agit d'une technique utilisée pour retirer la partie inutilisée, ou talon, du barillet en cuivre d'un trou traversant dans une carte de circuit imprimé.

Envisagez l'argenture par immersion comme finition de surface plutôt que l'ENIG. L'argenture par immersion présente des pertes d'insertion moindres que l'ENIG, car la teneur en nickel de ce dernier est très dissipative et, en raison de l'effet de peau, elle est peu adaptée aux circuits haute vitesse. La planéité des pastilles est équivalente à celle de l'ENIG et l'argenture est plus facile à travailler.

Réduisez la taille des antipads sur les couches planes. Les antipads sont là où les pads sont retirés, ou le cuivre est retiré sur les couches planes où le pad ne doit pas ou ne se connecte pas à ce plan. Parfois, la taille de l'anti-pad est trop grande, créant des vides inutiles dans le plan. En rendant l'anti-pad un peu plus petit, cela permet une plus grande continuité plane, ce qui donne un signal et un chemin de retour plus propres.

Comment calculer l'impédance différentielle

Pour garantir l'intégrité du signal dans les conceptions de circuits imprimés à grande vitesse, il est nécessaire d'avoir de grandes caractéristiques d'impédance dans les connexions de la piste conductrice.

Celles-ci ne peuvent être déterminées qu'après le calcul de l'impédance contrôlée du PCB en fonction des spécifications d'impédance, de la disposition et de l'accumulation de couches.

Vous pouvez utiliser le calculateur d'impédance en ligne. Il vous aidera à calculer vos largeurs de piste, vos impédances asymétriques ou différentielles - pour les modèles microstrip et stripline - et d'autres paramètres tels que la hauteur diélectrique, la constante diélectrique et l'épaisseur de la piste. L'outil fournira également un guide pour les valeurs de constante diélectrique pour divers matériaux de PCB.

En outre, vous pouvez nous contacter pour obtenir un calcul d'impédance.

FAQ sur les PCB de contrôle d'impédance

  • 1. Qu'est-ce que l'impédance ?

    L'impédance, mesurée en Ohms (symbole Ω), est quelque peu différente de la résistance. L'impédance est une caractéristique AC, tandis que la résistance est une caractéristique DC. L'impédance devient essentielle à mesure que la fréquence du signal augmente, devenant généralement critique pour les traces de PCB à des composants de signal de deux ou trois cents MHz et plus.

  • 2. Comment fonctionne le contrôle d'impédance ?

  • 3. Quels sont les 3 types d'impédance ?

  • 4. Pourquoi l'impédance est-elle importante dans un circuit ?

  • 5. Pourquoi une impédance plus élevée est-elle meilleure ?

  • 6. Pourquoi une impédance de 50 ohms est-elle utilisée dans la disposition des circuits imprimés ?

  • 7. Qu'est-ce que l'impédance caractéristique dans les PCB ?

  • 8. Qu'est-ce qui affecte l'impédance dans le PCB ?

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