임피던스 제어 목적
임피던스 제어 요구 사항을 결정하고, 임피던스 계산 방법을 표준화하고, 임피던스 테스트 COUPON 설계 지침을 공식화하고, 제품이 생산 요구 사항 및 고객 요구 사항을 충족할 수 있는지 확인합니다.
임피던스 제어의 정의
임피던스의 정의
특정 주파수에서 전자 장치 전송 신호 라인은 기준 레이어에 대한 고주파 신호 또는 저항 전파 과정의 전자기파를 특성 임피던스라고 하며 전기 임피던스, 유도 저항, 용량 저항의 벡터 합입니다.
임피던스의 분류
현재 공통 임피던스는 단일 종단(라인) 임피던스, 차동(동적) 임피던스, 공통 임피던스로 구분됩니다.
이 세 가지 경우의 임피던스
1. 단일 종단(라인) 임피던스: 영어 단일 종단 임피던스는 단일 신호 라인으로 측정된 임피던스를 나타냅니다.
2. 차동(동적) 임피던스: 영어 차동 임피던스는 임피던스에 대해 테스트된 두 개의 동일한 폭, 동일한 간격의 전송 라인의 차동 드라이브를 나타냅니다.
3. 동일 평면 임피던스: 영어 동일 평면 임피던스는 주변 GND/VCC(GND/VCC의 양면에 대한 신호 라인)의 신호 라인을 나타냅니다. GND/VCC(신호 라인과 양면 GND/VCC 사이의 동일한 거리) 사이의 전송 시 테스트된 임피던스입니다.
임피던스 제어 요구 사항은 다음 조건에 따라 결정됩니다.
PCB 도체에서 신호를 전송할 때 전선의 길이가 신호 파장의 1/7에 가까우면 전선이 신호가 됩니다.
PCB 생산, 고객 요구 사항에 따라 임피던스 제어 여부 결정
고객이 임피던스 제어를 위해 선폭을 요구하는 경우 생산에서는 선폭의 임피던스를 제어해야 합니다.
임피던스 매칭의 세 가지 요소:
출력 임피던스(원래 능동부), 특성 임피던스(신호선), 입력 임피던스(수동부)
(PCB 보드) 임피던스 정합
신호가 PCB에 전송될 때 PCB 보드의 특성 임피던스는 헤드 및 테일 구성 요소의 전자 임피던스와 일치해야 합니다. 임피던스 값이 허용 오차를 벗어나면 전송된 신호 에너지가 반사, 분산, 감쇠 또는 지연되어 불완전한 신호 및 신호 왜곡이 발생합니다. 임피던스 영향 요인:
Er: 유전율, 임피던스 값에 반비례, 새로 제공되는 "시트 유전율 테이블" 계산에 따른 유전율.
H1, H2, H3 등: 매체 두께와 임피던스 값 사이의 라인 레이어와 접지 레이어는 비례합니다.
W1: 임피던스 라인 선폭; W2: 임피던스 선폭, 임피던스는 반비례합니다.
A: HOZ의 내부 바닥 구리일 때, W1 = W2 + 0.3mil; 1OZ의 내부 바닥 구리, W1 = W2 + 0.5mil; 2OZ W1 = W2 + 1.2mil의 내부 바닥 구리일 때.
B: 외부 베이스 구리가 HOZ일 때, W1=W2+0.8mil; 외부 베이스 구리가 1OZ일 때, W1=W2+1.2mil; 외부 기본 구리가 2OZ일 때 W1=W2+1.6mil입니다.
C: W1은 원래 임피던스 선폭입니다. T: 구리 두께, 임피던스 값에 반비례합니다.
A: 내부 층은 기판 구리 두께이며 HOZ는 15μm로 계산됩니다. 1OZ는 30μm로 계산됩니다. 2OZ는 65μm로 계산됩니다.
B: 외부 층은 홀 구리 사양에 따라 구리 호일 두께 + 구리 도금 두께입니다. 하단 구리가 HOZ인 경우 홀 구리(평균 20μm, 최소 18μm), 테이블 구리는 45μm로 계산됩니다. 구멍 구리(평균 25μm, 최소 20μm), 테이블 구리는 50μm로 계산됩니다. 구멍 구리 단일 지점 최소 25μm, 테이블 구리는 55μm로 계산됩니다.
C: 하단 구리가 1OZ일 때 구멍 구리(평균 20μm, 최소 18μm), 테이블 구리는 55μm로 계산됩니다. 구멍 구리(평균 25μm, 최소 20μm), 테이블 구리는 60μm로 계산됩니다. 구멍 구리 단일 지점 최소 25μm, 테이블 구리는 65μm로 계산됩니다.
S: 인접한 선과 선 사이의 간격, 임피던스 값(차동 임피던스)에 비례합니다.
1. C1: 기판 솔더 저항 두께, 임피던스 값에 반비례;
2. C2: 라인 표면 솔더 저항 두께, 임피던스 값에 반비례;
3. C3: 인터라인 두께, 임피던스 값에 반비례;
4. CEr: 솔더 레지스트 유전율, 임피던스 값은 에 반비례합니다.
A: 솔더 레지스트 잉크로 한 번 인쇄되었으며, C1 값은 30μm, C2 값은 12μm, C3 값은 30μm입니다.
B: 솔더 레지스트 잉크를 두 번 인쇄했습니다. C1 값은 60μm, C2 값은 25μm, C3 값은 60μm입니다.
C: CEr: 3.4에 따라 계산됨.
적용 범위: 외부 저항 용접 전 차동 임피던스 계산
매개변수 설명.
H1:외층과 VCC/GND 사이의 유전체 두께
W2:임피던스 라인 표면 폭
W1:임피던스 라인의 하단 폭
S1:차동 임피던스 라인 갭
Er1:유전체층 유전상수
T1: 기판 구리 두께 + 도금 구리 두께를 포함한 라인 구리 두께
적용 범위: 외부 저항 용접 후 차동 임피던스 계산
매개변수 설명.
H1:외층과 VCC/GND 사이의 유전체 두께
W2:임피던스 라인 표면 폭
W1:임피던스 라인의 하단 폭
S1:차동 임피던스 라인 갭
Er1:유전체층 유전상수
T1: 기판 구리 두께 + 도금 구리 두께를 포함한 라인 구리 두께
CEr:임피던스 유전 상수
C1: 기판 레지스트 두께
C2:라인 표면 레지스트 두께
C3:차동 임피던스 인터라인 레지스트 두께
임피던스 테스트 쿠폰 설계
쿠폰 위치 추가
임피던스 테스트 쿠폰은 일반적으로 PNL 중앙에 배치되며 특별한 경우(예: 1PNL = 1PCS)를 제외하고 PNL 보드 가장자리에 배치할 수 없습니다.
쿠폰 디자인 고려 사항
임피던스 테스트 데이터의 정확성을 보장하려면 COUPON 설계는 보드 내부 라인의 형태를 완전히 시뮬레이션해야 합니다. 보드 주변의 임피던스 라인이 구리로 보호되는 경우 COUPON은 보호 라인을 대체하도록 설계해야 합니다. 보드 저항선이 "스네이크" 정렬인 경우 쿠폰도 "스네이크" 정렬로 설계해야 합니다. 보드의 저항선이 "스네이크" 정렬인 경우 쿠폰도 "스네이크" 정렬로 설계되어야 합니다.
임피던스 테스트 쿠폰 디자인 사양
단일 종단(라인) 임피던스:
쿠폰 주요 매개변수 테스트:
1. A: 테스트 구멍 직경 ∮ 1.20MM(2X/COUPON), 이는 테스터 프로브의 크기입니다.
2. B: 테스트 위치 지정 구멍: ∮2.0MM 생산(3X/COUPON)으로 통합, 징 보드 위치 지정; C: 3.58MM의 두 개의 테스트 구멍 간격
차동(동적) 임피던스
테스트 쿠폰 주요 매개변수: A: 테스트 구멍 직경 ∮ 1.20MM(4X/COUPON), 그 중 두 개는 신호 구멍용이고 다른 두 개는 접지 구멍용이며 테스터 프로브의 크기입니다. B: 테스트 위치 지정 구멍: ∮ 2.0MM(3X/COUPON) 생산에 따라 통일되고 공 보드 위치 지정; C: 두 개의 신호 구멍 간격: 5.08MM, 두 개의 접지 구멍 간격: 10.16MM.
디자인 쿠폰 노트
1. 보호선과 임피던스선 사이의 거리는 임피던스선의 폭보다 커야 합니다.
2. 임피던스 선 길이는 일반적으로 6~12INCH 범위로 설계됩니다.
3. 인접한 신호 레이어 중 가장 가까운 GND 또는 POWER 레이어는 임피던스 측정을 위한 접지 기준 레이어입니다.
4. GND와 POWER 사이에 추가된 신호선의 보호선은 GND와 POWER 층 사이의 모든 층의 신호선을 가리지 않아야 합니다.
5. 2개의 신호 홀은 차동 임피던스 라인으로 연결되며, 2개의 접지 홀은 기준 레이어에서 동시에 접지되어야 합니다.
6. 동도금의 균일성을 확보하기 위해서는 외부 빈 기판 위치에 전력을 잡아주는 PAD나 동박판을 추가해야 합니다.
차동 동일 평면 임피던스
테스트 쿠폰 주요 매개변수: 동일한 차동 임피던스
차동 동일 평면 임피던스 유형:
1. 동일한 레벨의 기준 레이어와 임피던스 라인, 즉 임피던스 라인은 주변 GND/VCC로 둘러싸여 있으며, 주변 GND/VCC는 기준 레벨입니다. POLAR 소프트웨어 계산 모드, 4.5.3.8 참조; 4.5.3.9; 4.5.3.12.
2. 참조 레이어는 동일한 레벨의 GND/VCC이고 신호 레이어에 인접한 GND/VCC 레이어입니다. (임피던스 라인은 주변 GND/VCC로 둘러싸여 있으며 주변 GND/VCC는 참조 레이어입니다.)
