Strategi Utama Desain Impedansi untuk PCB Flex‑Rigid
Seiring berkembangnya produk elektronik, pasar meminta permintaan yang semakin tinggi untuk PCB flex-rigid (papan sirkuit cetak) dan kontrol impedansi PCB secara bersamaan dengan persyaratan yang semakin ketat terhadapnya. Masalah utama yang dihadapi oleh PCB flex-rigid dengan persyaratan impedansi terletak pada perbedaan yang besar antara nilai ukuran dan nilai desain hingga lebih dari 20Ω, yang menyebabkan kegagalan kompensasi desain dan kesulitan untuk mengontrol manufaktur. Artikel ini terutama membahas bagaimana memenuhi akurasi kontrol impedansi yang ketat dari perspektif desain PCB dan diharapkan bermanfaat bagi staf yang bekerja di industri manufaktur PCB.
Analisis Kontrol Impedansi
Elemen utama yang memengaruhi impedansi meliputi konstanta dielektrik, ketebalan medium, lebar jejak dan ketebalan tembaga.
Berdasarkan analisis penampang, ketika data penampang praktis diterapkan dalam modul, perbedaan antara nilai yang dihitung dan nilai ukuran praktis yang diperoleh oleh alat ukur impedansi berada dalam rentang 14Ω hingga 33Ω yang diringkas dalam tabel berikut.
| Nilai Teoritis (Ω) | Nilai Ukuran (Ω) | Selisih (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 selisih yang ditunjukkan di atas, selisih antara nilai teoritis dan nilai ukuran terlalu besar mungkin karena alasan-alasan berikut:
Selama desain teknik, akses yang salah diganti dengan parameter perangkat lunak.
Sesuai dengan faktor yang memengaruhi impedansi dan data penampang, mungkin hanya konstanta dielektrik yang menyebabkan akses tidak akurat. Berdasarkan konsep gabungan konstanta dielektrik, diketahui bahwa konstanta dielektrik bahan substrat PCB adalah hasil komprehensif dari konstanta dielektrik materi dielektrik dalam bahan substrat, yang dapat diindikasikan secara aproximasi oleh jumlah terbobot konstanta dielektrik resin dalam materi dielektrik dan konstanta dielektrik bahan penguat. Apabila berkaitan dengan bahan fleksibel, Namun, ia terdiri dari perekat dan PI (polyimide). Jadi, konstanta dielektrik bahan fleksibel adalah konstanta dielektrik komprehensif dari perekat dan PI.
Desain modul pengukuran salah terkait dengan PCB
Selama proses desain impedansi, pengukuran jejak impedansi biasanya melibatkan desain garis transmisi dan plane referensi dan harus dijamin bahwa jarak tertentu dapat dipertahankan antara tepi tembaga plane referensi dan jejak impedansi. Sejauh situasi ini berkaitan, jaraknya hanya 0.5mm yang mungkin terlalu pendek, mengakibatkan pengabaian total terhadap plane referensi ini.
• Skema Eksperimen
Langkah 1: data teknik dirancang untuk memverifikasi masing-masing:
i. Pengaruh foil tembaga transmisi pada impedansi saat ditambahkan atau tidak ditambahkan ke modul pengukuran.
ii. Apa pengaruh jarak antara tepi foil tembaga dan jejak impedansi pada impedansi dalam modul pengukuran. Jarak horizontal antara tepi desain dan jejak impedansi masing-masing 0.5mm dan 4.5mm.
iii. Desain modul pengukuran memutuskan pengaruh plane referensi grid dan foil tembaga pada impedansi.
Langkah 2: Papan fleksibel diproduksi dan impedansi papan fleksibel diukur.
Langkah 3: Akses penampang diganti dengan impedansi teoritis komputasi modul dan dihitung sesuai dengan konstanta dielektrik komprehensif materi dielektrik sehingga kesalahan yang timbul dari akses dapat dihilangkan.
Langkah 4: Kesimpulan dapat dibuat melalui perbandingan data: metode akses parameter dan peraturan desain modul pengukuran.
• Hasil Eksperimen
1) Sesuai skema eksperimen dengan dan tanpa penambahan foil tembaga transmisi ke modul pengukuran, data pengukuran asli menunjukkan bahwa impedansi menghasilkan selisih yang sangat kecil antara penambahan dan tidak penambahan foil tembaga transmisi. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa tidak ada pengaruh terhadap impedansi terlepas dari apakah foil tembaga transmisi ditambahkan atau tidak ditambahkan.
2) Sesuai skema eksperimen yang dirancang berdasarkan jarak antara tepi foil tembaga plane referensi dan jejak impedansi, selisih impedansi sangat kecil sehingga dapat disimpulkan bahwa jarak antara tepi foil tembaga plane referensi dan jejak impedansi tidak memiliki pengaruh terhadap impedansi.
3) Sesuai skema eksperimen yang dirancang berdasarkan grid dan modul foil tembaga yang dirancang untuk plane referensi modul pengukuran, dapat disimpulkan bahwa impedansi akan sangat dipengaruhi ketika plane referensi modul pengukuran dirancang sebagai foil tembaga dan grid.
4) Sesuai skema eksperimen yang berkaitan dengan lebar jejak yang berbeda, grid dan modul foil tembaga dengan ukuran yang berbeda, dapat disimpulkan bahwa ketika grid dirancang sebagai plane referensi, ia terkait dengan tingkat sisa tembaga. Semakin tinggi tingkat sisa tembaga, semakin kecil selisih yang akan dihasilkannya dengan foil tembaga. Semakin rendah tingkat sisa tembaga, semakin tinggi selisih yang akan dihasilkannya dengan foil tembaga. Oleh karena itu, saat grid digunakan sebagai plane referensi, tembaga harus dilapisi di tempat referensi yang kompatibel dengan posisi jejak impedansi.
5) Sesuai skema eksperimen yang berkaitan dengan modul pengukuran desain praktis, akses penampang diganti ke dalam modul untuk menentukan impedansi teoritis yang kemudian dibandingkan dengan impedansi pengukuran praktis. Karena bahan fleksibel terdiri dari perekat dan PI, konstanta dielektrik bahan fleksibel harus menjadi konstanta dielektrik komprehensif dari kedua komponen tersebut atau konstanta dielektrik tunggal diperoleh melalui aplikasi perangkat lunak untuk perhitungan impedansi. Berdasarkan hasil eksperimen sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa konstanta dielektrik PI adalah 2.8 sementara konstanta dielektrik perekat adalah 3.5. Akibatnya, saat data diganti ke perangkat lunak untuk perhitungan, akurasi konstanta dielektrik akan diverifikasi.
Pertimbangan Desainer PCB Flex-Rigid tentang Desain Impedansi
Pertimbangan#1: Plane referensi harus menjadi plane referensi grid dan plane referensi foil tembaga.
Berdasarkan hasil eksperimen yang tercantum di atas, dapat disimpulkan bahwa desain teknik berdasarkan plane referensi foil tembaga mampu memenuhi persyaratan impedansi PCB flex-rigid. Ketika plane referensi grid dirancang, semakin besar grid, semakin besar selisih yang akan dihasilkan antara impedansi grid untuk tingkat sisa tembaga minimum dan impedansi foil tembaga sementara semakin kecil grid, semakin kecil selisih yang akan dihasilkan antara impedansi grid untuk tingkat sisa tembaga maksimum dan impedansi foil tembaga.
Kesimpulannya, desain grid sebagai plane referensi berkaitan erat dengan ukuran grid, yaitu tingkat sisa tembaga. Semakin tinggi tingkat sisa tembaga, semakin kecil selisih yang akan ada di antara itu dengan impedansi foil tembaga dan data desain teoritis. Semakin rendah tingkat sisa tembaga, semakin besar selisih yang akan ada di antara itu dengan impedansi foil tembaga dan data desain teoritis. Akibatnya, ketika grid dipilih sebagai plane referensi, tembaga harus dilapisi di plane referensi yang kompatibel dengan posisi jejak impedansi yang sesuai.
Pertimbangan#2: Impedansi PCB flex-rigid harus dirancang bergantung pada menambahkan fungsionalitas perangkat lunak perhitungan impedansi.
Dibandingkan dengan perangkat lunak perhitungan impedansi biasa, perangkat lunak perhitungan impedansi dengan fungsionalitas tambahan berisi fungsi akuisisi akses untuk setiap lapisan medium dan melakukan lebih akurat dalam hal akuisisi akses. Selain itu, lebih mudah untuk mensimulasikan situasi praktis dan lebih nyaman diterapkan untuk desain teknik.
Pertimbangan#3: Konstanta dielektrik setiap lapisan tunggal diperoleh pada papan flex-rigid.
Ini dapat diverifikasi berdasarkan eksperimen skala penuh bahwa konstanta dielektrik PI adalah 2.8 sementara konstanta dielektrik 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 kebutuhan pelanggan PCB flex-rigid.
PCBCart Dapat Memproduksi PCB Flex-Rigid dengan Kontrol Impedansi yang Ketat.
Didirikan pada tahun 2005, PCBCart telah menyediakan layanan manufaktur PCB flex-rigid dengan jaminan kualitas sejak saat itu. Kami dapat memberikan kontrol impedansi yang ketat pada setiap papan sirkuit flex-rigid. Jika Anda membutuhkan fabrikan PCB flex-rigid, hubungi kami di sini untuk solusi praktis dan hemat biaya.
Sumber Daya yang Membantu
• Cara Menganalisis dan Melarang Impedansi Daya PCB Kecepatan Tinggi
• Elemen yang Mempengaruhi Impedansi Karakteristik PCB dan Solusi
• PCBCart Menyediakan Layanan Fabrikan PCB Flex-Rigid Canggih Mulai dari 1pc
