Impedanssin säätö yksinkertaisesti sanottuna varmistaa, että sähköiset signaalit kulkevat tasaisesti piirilevyllä (PCB) ilman vääristymiä tai heijastuksia – aivan kuten moottoritien kaistat pidetään tasaisina ja pinta tasaisena, jotta autot kulkevat tasaisesti ilman töyssyjä tai väistöjä. Suurnopeuksisissa ja korkeataajuisissa sovelluksissa, kuten 5G-viestinnässä, tekoälypalvelimissa, autoelektroniikassa ja lääkinnällisissä laitteissa, tarkka impedanssin säätö on ratkaisevan tärkeää signaalin eheyden ja luotettavuuden takaamiseksi.
Yksipäinen impedanssi : Yksipäinen impedanssi viittaa yksittäisen signaalijäljen impedanssiin suhteessa referenssitasoon (yleensä maahan tai tehoon). Sitä esiintyy yleisesti digitaalipiireissä ja kellosignaalin siirrossa.
Differentiaaliimpedanssi : Differentiaaliimpedanssi muodostuu kahdesta toisiaan täydentävästi signaaleja (positiivinen ja negatiivinen) kuljettavasta johdinparista. Tämä kokoonpano tarjoaa vahvan kohinansietokyvyn ja vähentää sähkömagneettista säteilyä, mikä tekee siitä ihanteellisen USB-, HDMI-, LVDS-, PCIe- ja 5G-tietoliikenneliitännöille. Differentiaaliimpedanssin säätö on monimutkaisempaa kuin yksipäisessä järjestelmässä, koska se riippuu paitsi johtimen leveydestä ja dielektrisestä paksuudesta myös johtimien välistyksestä, rinnakkaisuudesta ja valmistuksen yhdenmukaisuudesta.
Koplanaarisen aaltojohteen impedanssi ja mikroliuska-/liuskajohtoimpedanssi : Koplanaarisia aaltojohteita käytetään usein RF-piireissä; signaalilinjaa reunustavat maatasot sähkömagneettisen kentän jakautumisen paremman hallinnan takaamiseksi. Mikroliuskajohdot sijaitsevat piirilevyn pinnalla, ja väliaineena on sekä ilmaa että dielektristä ainetta. Kahden referenssitason väliin upotetut liuskajohdot sopivat paremmin nopeaan ja integroituun signaalinsiirtoon.
Materiaalien dielektrinen vakio (Dk) ja häviökerroin (Df) vaikuttavat suoraan signaalin etenemisnopeuteen ja vaimennukseen. Standardi FR4 sopii useimmille monikerroksisille piirilevyille. Korkeataajuisissa ja suurnopeuksisissa sovelluksissa materiaalit, kuten Rogers ja Megtron, tarjoavat vakaamman Dk:n ja alhaisemman Df:n. SprintPCB valitsee materiaalit asiakkaan vaatimusten ja sovellusympäristöjen perusteella varmistaakseen luotettavat impedanssiominaisuudet alusta alkaen.
Impedanssi on erittäin herkkä johdingeometrialle – jopa muutaman mikrometrin vaihtelu voi aiheuttaa poikkeamia suunnittelutavoitteista. Siksi johdinten leveyttä ja välistystä on valvottava tarkasti valmistuksen aikana, mikä vaatii erittäin vakaita etsausprosesseja. Yli- tai alietsaus voi muuttaa johdinten leveyttä ja vaikuttaa impedanssiin. SprintPCB käyttää erittäin tarkkaa LDI-laservalotusta ja automatisoituja etsausjärjestelmiä vaihtelun minimoimiseksi ja impedanssin tasaisuuden varmistamiseksi.
Laminoinnin aikana kaikki dielektrisen paksuuden vaihtelut – jotka johtuvat lämpötila- tai painekäyrän poikkeamista – voivat siirtää impedanssiarvoja. SprintPCB hyödyntää tarkkaa laminointikäyrän säätöä varmistaakseen tasaisen dielektrisen paksuuden kerrosten välillä, saavuttaen vakaan impedanssin myös massatuotannossa.
Myös kuparin paksuus ja pinnan viimeistely vaikuttavat impedanssiin. Esimerkiksi 35 μm:n ja 18 μm:n kuparikerrokset tuottavat merkittävästi erilaiset impedanssiarvot. Pintakäsittelyt, kuten ENIG tai galvanointi, muuttavat hieman pinnan morfologiaa, mikä vaikuttaa hienovaraisesti signaalin läpäisyyn. SprintPCB valvoo tarkasti pinnoitus- ja viimeistelyprosesseja ja validoi tulokset TDR-testillä (Time Domain Reflectometry) varmistaakseen, että mitattu impedanssi vastaa suunnittelutavoitteita.
Differentiaalisignalointi on laajalti käytetty impedanssin säätömenetelmä. Lähettämällä signaaleja positiivisen/negatiivisen parin kautta parannetaan kohinansietoa ja vähennetään sähkömagneettisia häiriöitä (EMI). SprintPCB varmistaa differentiaaliimpedanssin yhdenmukaisuuden säätämällä tarkasti johdinten välistystä, leveyttä ja dielektristä paksuutta.
Tarkka johdinten leveys ja välistys ovat olennaisia kohdeimpedanssin kannalta. Suunnittelijoiden on otettava huomioon dielektrinen vakio, kuparin paksuus ja referenssitasot käyttämällä impedanssilaskuria tai simulointityökaluja. Yhtenäinen geometria vähentää ylikuulumista ja säilyttää signaalin eheyden. SprintPCB:n LDI-valotus ja automaattinen etsaus takaavat suunnitteluparametrien tarkan toiston toistettavissa olevaa impedanssin säätöä varten.
Maadoitus- ja referenssitasoilla on tärkeä rooli impedanssin vakaudessa. Maadoitustaso tarjoaa signaalin paluureitin pitäen impedanssin vakiona. Referenssitaso muodostaa yhtenäisen potentiaaliperustason, mikä edistää signaalin eheyttä. Optimoidun pinoamisrakenteen ja hallitun kerrosvälin ansiosta impedanssia voidaan hallita tehokkaasti koko piirilevyllä.
Impedanssin pienentäminen edellyttää usein materiaalien ominaisuuksien ja johdingeometrian säätämistä. Pienemmän Dk-arvon omaavat materiaalit nopeuttavat signaalin etenemistä ja pienentävät impedanssia. Johdinleveyden ja kuparin paksuuden säätäminen hienosäätää impedanssia. Kuparin paksuuden kasvaessa induktanssi pienenee ja kapasitanssi kasvaa, mikä johtaa pienempään impedanssiin – siksi kuparin huolellinen hallinta on ratkaisevan tärkeää.
SprintPCB :n tuotannossa suunnittelutiimi kehittää tarkkoja pinoamismalleja asiakkaan impedanssitavoitteiden perusteella optimoiden johtimien leveyden, välistyksen ja kerroskokoonpanot. Tuotannon aikana laminointia hallitaan tarkasti maahantuotujen, erittäin tasaisten puristimien ja teräslevyjen avulla, jolloin tasaisuus saavutetaan 0,02 mm/m²:n tarkkuudella ja dielektrisen paksuuden toleranssi 5 %:n tarkkuudella. Happosyövytys tuottaa sileät sivuseinät syövytyskertoimella 4–6, mikä minimoi mittavaihtelut. Tarkka TDR-testaus varmistaa, että lopulliset impedanssiarvot pysyvät tiukoilla toleranssialueilla, mikä takaa luotettavan ja toistettavan suorituskyvyn eri erissä.
Asiakastuki
Rakennus A19 ja C2, Fuqiao nro 3, Fuhai-katu, Bao'anin alue, Shenzhen, Kiina 
+86 0755 2306 7700
Kieli
