Pertimbangan Desain Impedansi untuk PCB Flex-Rigid

Saat produk elektronik menyaksikan perkembangannya yang cepat, pasar menuntut permintaan yang semakin tinggi untuk PCB (papan sirkuit tercetak) fleksibel kaku dan PCB kontrol impedansi secara bersamaan bersama dengan persyaratan yang semakin ketat pada mereka. Masalah utama PCB flex-kaku dengan persyaratan impedansi dihadapkan pada perbedaan besar antara nilai terukur dan nilai desain setinggi lebih dari 20Ω, yang menyebabkan kegagalan kompensasi desain dan kesulitan untuk mengendalikan manufaktur. Artikel ini terutama membahas bagaimana memenuhi akurasi kontrol impedansi yang ketat dalam perspektif desain PCB dan diharapkan bermanfaat bagi staf yang melayani industri manufaktur PCB.

Analisis Kontrol Impedansi

Elemen utama yang mempengaruhi impedansi termasuk konstanta dielektrik, ketebalan sedang, lebar jejak dan ketebalan tembaga.

Berdasarkan analisis penampang, ketika data penampang praktis diterapkan dalam modul, perbedaan antara nilai yang dihitung dan nilai terukur praktis yang diperoleh instrumen impedansi terletak pada kisaran 14Ω hingga 33Ω yang dirangkum dalam tabel berikut.

Nilai Teoretis (Ω)	Nilai Terukur (Ω)	Perbedaan (Ω)
113	143	30
109	134	25
95	112	17
93	107	14
120	153	33
110	139	29
96	119	23
95	116	21
125	153	28
110	141	31
100	123	23
90	110	20
124	151	27
112	137	25
104	123	19
95	113	18

Berdasarkan perbedaan yang ditunjukkan di atas, perbedaan antara nilai teoretis dan nilai terukur terlalu besar kemungkinan karena alasan berikut:

Selama desain teknik, akses yang salah diganti dengan parameter perangkat lunak.

Sesuai dengan faktor yang mempengaruhi data impedansi dan penampang, mungkin hanya konstanta dielektrik yang menyebabkan akses yang tidak akurat. Berdasarkan konsep gabungan konstanta dielektrik, dapat diketahui bahwa konstanta dielektrik bahan substrat PCB merupakan hasil komprehensif dari konstanta dielektrik bahan dielektrik dalam bahan substrat, yang secara kira-kira dapat ditunjukkan dengan jumlah bobot konstanta dielektrik resin dalam bahan dielektrik dan konstanta dielektrik bahan penguat. Ketika datang ke bahan fleksibel, bagaimanapun, itu terdiri dari perekat dan PI (polimida). Dengan demikian, konstanta dielektrik bahan fleksibel adalah konstanta dielektrik komprehensif dari perekat dan PI.

Desain modul pengukuran salah mengenai PCB

Selama proses desain impedansi, pengukuran saluran impedansi biasanya melibatkan desain saluran transmisi dan bidang referensi dan harus dijamin bahwa jarak tertentu dapat dipertahankan antara tepi tembaga bidang referensi dan saluran impedansi. Sejauh menyangkut situasi ini, jaraknya hanya 0,5 mm yang mungkin terlalu pendek, yang menyebabkan ketidaktahuan sama sekali tentang bidang referensi ini.

• Skema Eksperimental

Langkah 1:data rekayasa dirancang untuk memverifikasi masing-masing:
i. Pengaruh foil tembaga transmisi pada impedansi ketika ditambahkan atau tidak ditambahkan ke modul pengukuran.
ii. Apa pengaruh jarak antara tepi foil tembaga dan garis impedansi pada impedansi dalam modul pengukuran. Jarak horizontal antara tepi desain dan garis impedansi masing-masing 0,5 mm dan 4,5 mm.
iii. Desain modul pengukuran menentukan pengaruh bidang referensi grid dan bidang referensi foil tembaga pada impedansi.

Langkah 2:Papan fleksibel dibuat dan impedansi papan fleksibel diukur.

Langkah 3:Akses penampang diganti dengan impedansi teoritis dari komputasi modul dan ditentukan menurut konstanta dielektrik komprehensif bahan dielektrik sehingga kesalahan dapat dihilangkan yang ditimbulkan oleh akses.

Langkah 4:Kesimpulan dapat dibuat melalui perbandingan data:metode akses parameter dan regulasi desain modul pengukuran.

• Hasil Eksperimen

1) Sesuai dengan skema eksperimental dengan dan tanpa foil tembaga transmisi yang ditambahkan ke modul pengukuran, data pengukuran asli menunjukkan bahwa impedansi menyebabkan perbedaan kecil antara penambahan dan tidak penambahan foil tembaga transmisi. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa tidak ada pengaruh terhadap impedansi tidak peduli apakah foil tembaga transmisi ditambahkan atau tidak ditambahkan.

2) Sesuai dengan skema eksperimental yang dirancang berdasarkan jarak antara tepi foil tembaga bidang referensi dan garis impedansi, perbedaan impedansi sangat kecil sehingga dapat disimpulkan bahwa jarak antara tepi foil tembaga bidang referensi dan garis impedansi tidak berpengaruh pada impedansi.

3) Sesuai dengan skema eksperimental yang dirancang berdasarkan modul grid dan foil tembaga yang dirancang untuk bidang referensi modul pengukuran, dapat disimpulkan bahwa impedansi akan sangat dipengaruhi ketika bidang referensi modul pengukuran dirancang menjadi foil dan grid tembaga.

4) Sesuai dengan skema eksperimental mengenai lebar jejak yang berbeda, kisi-kisi dan modul foil tembaga dengan ukuran yang berbeda, dapat disimpulkan bahwa ketika kisi dirancang untuk menjadi bidang referensi, itu terkait dengan tingkat residu tembaga. Semakin tinggi tingkat residu tembaga, semakin kecil perbedaannya dengan foil tembaga. Semakin rendah tingkat residu tembaga, semakin tinggi perbedaannya dengan foil tembaga. Oleh karena itu, karena grid digunakan sebagai bidang referensi, tembaga harus dilapisi di tempat referensi yang sesuai dengan posisi saluran impedansi.

5) Sesuai dengan modul pengukuran desain praktis, akses penampang diganti dengan modul untuk mengetahui impedansi teoritis yang kemudian dibandingkan dengan impedansi pengukuran praktis. Karena bahan fleksibel terdiri dari perekat dan PI, konstanta dielektrik bahan fleksibel harus berupa konstanta dielektrik komprehensif dari kedua konstituen atau konstanta dielektrik tunggal diperoleh melalui aplikasi perangkat lunak untuk perhitungan impedansi. Berdasarkan hasil percobaan sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa konstanta dielektrik PI adalah 2,8 sedangkan perekat adalah 3,5. Akibatnya, saat data diganti dengan perangkat lunak untuk perhitungan, akurasi konstanta dielektrik akan diverifikasi.

Pertimbangan Desainer PCB Flex-Rigid pada Desain Impedansi

Pertimbangan #1:Bidang referensi harus berupa bidang referensi grid dan bidang referensi foil tembaga.

Berdasarkan hasil percobaan di atas, dapat disimpulkan bahwa desain rekayasa berdasarkan bidang referensi foil tembaga mampu memenuhi persyaratan impedansi PCB kaku-fleksibel. Ketika bidang referensi grid dirancang, grid yang lebih besar, perbedaan yang lebih besar akan dihasilkan antara impedansi grid untuk tingkat residu minimum impedansi tembaga dan foil tembaga sedangkan grid yang lebih kecil, perbedaan yang lebih kecil akan dihasilkan antara impedansi grid untuk maksimum tingkat sisa impedansi tembaga dan foil tembaga.

Kesimpulannya, desain grid sebagai bidang referensi terkait erat dengan ukuran grid, yaitu tingkat residu tembaga. Semakin tinggi tingkat residu tembaga, perbedaan yang lebih kecil antara itu dan impedansi foil tembaga dan data desain teoritis. Semakin rendah tingkat residu tembaga, perbedaan yang lebih besar antara itu dan impedansi foil tembaga dan data desain teoritis. Akibatnya, ketika grid dipilih sebagai bidang referensi, tembaga harus dilapisi pada bidang referensi yang kompatibel dengan posisi garis impedansi yang sesuai.

Pertimbangan#2:Impedansi PCB fleksibel-kaku harus dirancang bergantung pada penambahan fungsionalitas perangkat lunak penghitungan impedansi.

Dibandingkan dengan perangkat lunak penghitung impedansi biasa, perangkat lunak penghitung impedansi dengan fungsionalitas tambahan berisi fungsi akuisisi akses untuk setiap lapisan media dan berkinerja lebih akurat dalam hal perolehan akses. Selain itu, lebih mudah untuk mensimulasikan situasi praktis dan lebih nyaman untuk diterapkan pada desain teknik.

Pertimbangan#3:Konstanta dielektrik setiap lapisan diperoleh pada papan kaku-fleksibel.

Hal ini dapat diverifikasi berdasarkan percobaan skala penuh bahwa konstanta dielektrik PI adalah 2,8 sedangkan perekat adalah 3,5, yang dapat digunakan sebagai referensi untuk desainer papan flex-rigid. Perhitungan data teoritis berdasarkan aplikasi perangkat lunak perhitungan impedansi dengan fungsionalitas tambahan mampu memenuhi permintaan pelanggan PCB flex-rigid.

PCBCart Dapat Memproduksi PCB Flex-rigid dengan Kontrol Impedansi Ketat.

Didirikan pada tahun 2005, PCBCart telah menyediakan layanan pembuatan PCB Flex-rigid yang terjamin kualitasnya sejak saat itu. Kami dapat menyediakan kontrol impedansi yang ketat pada setiap bagian dari papan sirkuit kaku-fleksibel. Jika Anda membutuhkan fabrikasi PCB kaku yang fleksibel, hubungi kami di sini untuk solusi praktis dan hemat biaya.

Sumber Daya Bermanfaat
• Bagaimana Menganalisis dan Melarang Impedansi Daya PCB Berkecepatan Tinggi
• Elemen yang Mempengaruhi Impedansi Karakteristik PCB dan Solusinya
• PCBCart Menawarkan Layanan Fabrikasi PCB Flex-rigid Tingkat Lanjut Mulai dari 1pc