Länge, Breite und Dicke werden bei der Festlegung der Plattenabmessungen selbstverständlich gewählt. Die Größe des Geräts bestimmt die Höhe und Breite. Geben Sie daher die Abmessungen an, es sei denn, das Gerät bietet viel Platz. Die Dicke sollte 1.6 mm betragen, dem Industriestandard, oder so dünn wie möglich für ein leichtes, dünnes, kurzes und kleines Gerät.
Manchmal blickt man auf das fertige Produkt und denkt nicht über die Querschnittsdimension der Platte, also die Querschnittsansicht, nach, ohne sie von Anfang an zu berücksichtigen.
Wenn Sie die Querschnittsabmessungen des Anschlusses sorgfältig berücksichtigen, können Sie das erreichen, was er früher verwendet hat, a 6-Schicht-Platte mit seinem 4-Lagen-Board. Schauen wir uns zunächst diesen Querschnitt genauer an.
Einige Parameter sind nicht frei wählbar, aber betrachten wir jeden einzelnen.
Was ist die Leiterplattendicke?
Ein typischer Plattendicke von 1.6 mm ist der Industriestandard. Bei Abweichungen von dieser Norm kann es je nach Leitungslänge des eingesetzten Teils dazu kommen, dass die Leitung nicht über die Lötoberfläche hinausragt oder umgekehrt zu stark hervorsteht, was einen Leitungsschneidprozess erforderlich macht.
Die Bestimmung der Standarddicke ist eine Voraussetzung für Speichermodule, bei denen die Platine zum Kartenrandverbinder wird.
Natürlich ist die Platine für tragbare Geräte viel dünner als die üblichen 1.6 mm. Darüber hinaus ist es notwendig, gleichzeitig die Festigkeit und den Verzug der Platte zu berücksichtigen.
Schichtdicke
Beim Laminieren der einzelnen Schichten wird ein Prepreg-Material zur Haftung und Abstandshaltung verwendet. Es handelt sich um eine Gaze-ähnliche Faserplatte aus Glas, die mit halbgehärtetem Epoxidharz imprägniert ist.
Da es duroplastische Eigenschaften hat, kann es durch Aufeinanderschichten von Schichten und Anwendung von Hitze und Druck ausgehärtet werden. Die Dicke wird durch die Dicke der Glasfaser konstant gehalten. Da die Dicke dieser Glasfaser jedoch nicht frei und kontinuierlich gewählt werden kann, beispielsweise wenn zwei Platten von 50 µm verwendet werden, kann die Dicke nur diskontinuierlich gewählt werden, beispielsweise 100 µm. Ja.
Dicke des Oberflächenleiters
Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Leiterbahnen in Platinen 18 µm oder 35 µm. Das bedeutet, dass 1 Quadratfuß 1 Unze wiegt. Ersteres ist die 1/2-Unze-Kupferfolie und letzteres ist die 1-Unze-Kupferfolie.
Obwohl im Allgemeinen eine 18-um-Kupferfolie für die Oberflächenschicht verwendet wird, wird eine Durchkontaktierung angewendet, sodass die fertige Leiterdicke etwa 40 um beträgt.
Bestimmt das Ausmaß des Übersprechens
Obwohl dies nicht bedingungslos gesagt werden kann, da er sich abhängig von der Schaltkreiskonstante ändert, betrachten wir den Übersprechkoeffizienten ξ (ξ: Kusai, ein griechischer Kleinbuchstabe) als Maß für Übersprechen. ξ liegt typischerweise in der Größenordnung von 0.1 bis 0.3.
Wellenwiderstand
Wie ich in der Fachkolumne „So ermitteln Sie den Wellenwiderstand der Platine“ erwähnt habe, scheint es, dass der Wellenwiderstand des Ports normalerweise mit 50 bis 60 Ω gewählt wird. „Anscheinend“ muss dieser Wert nicht sein, und es gibt möglicherweise Optionen wie 30 bis 40 Ω oder 70 bis 80 Ω.
Durch die Wahl eines niedrigen Werts wird ein Dämpfungswiderstand überflüssig und das Nebensprechgeräusch wird reduziert. Da jedoch die Amplitude (Spannung) einer sich auf einer Leitung ausbreitenden Welle das Produkt aus der charakteristischen Impedanz und dem sich ausbreitenden Strom ist, wenn die charakteristische Impedanz verringert wird, steigt der Strom und gleichzeitig nimmt das Schaltgeräusch zu.
Wenn Sie umgekehrt einen hohen Wert wählen, können Sie das gleichzeitige Schaltrauschen reduzieren, Sie benötigen jedoch einen großen Dämpfungswiderstand und das Übersprechgeräusch nimmt zu. Ich denke, 50 bis 60 Ω wurden als Kompromiss zwischen beiden gewählt, weil es einfach herzustellen ist.
Parameter, die die Querschnittsabmessungen bestimmen
Charakteristische Impedanz und Übersprechkoeffizient sind wichtige Parameter bei der Bestimmung der Querschnittsabmessungen des Ports.
Es ist wichtig, diese Parameter von Anfang an zu bestimmen, anstatt den Entwurf mit der Ermittlung der fertigen Abmessungen zu beginnen. Bestimmen Sie zunächst diesen Wert und variieren Sie dann den Musterabstand und den Abstand zum Boden, um die optimale Abmessung zu ermitteln.
Betrachtungsbeispiel
Betrachten Sie eine Oberflächenschicht mit einer charakteristischen Impedanz Zo von 50 Ω und einem Übersprechkoeffizienten ξ von 0.15. Die Dielektrizitätskonstante εr (ε: Epsilon im griechischen Kleinbuchstaben) variiert je nach Platinenhersteller, in vielen Fällen wird jedoch εr = 4.7 gewählt, sodass dieser Wert verwendet wird.
Zu den Parametern, die geändert werden können, gehören:
· Die Musterbreite beträgt W.
· Der Abstand zwischen den Mustern (Lücke) G.
· Der Abstand vom Boden h.
· Die Musterdicke t.
Im Fall der Oberflächenschicht beeinflusst auch die Dicke des Lötstopplacks, der das Muster bedeckt, die Eigenschaften, wenn auch geringfügig. Hier gehen wir von einer Lötmaske aus, die 10 µm über dem Muster abdeckt. Von diesen Parametern wird h durch die oben genannte Prepreg-Dicke bestimmt und kann daher nicht stufenlos frei gewählt werden.
Abstand vom Boden und Musterbreite
Bestimmen Sie im ersten Schritt zunächst die Musterbreite W einer einzelnen Linie und den Abstand h vom Boden. Der Querschnitt des Musters weist aufgrund des Ätzeffekts eine etwas kleinere Trapezform auf.
Zo beträgt 50 Ω für das rechteckige Gehäuse und 50.6 Ω für 116 µm obere und 126 µm untere Sockel, sodass der Unterschied nur etwa 1 % beträgt.
Auch wenn in diesem Prüfungsstadium die Genauigkeit angestrebt und berechnet wird, verwendet der Platinenhersteller das Ergebnis nur als Referenz. Korrekturen werden je nach Herstellungsprozess vorgenommen, daher betrachten Sie bitte die Feingenauigkeit als bedeutungslos.
Auf einer normalen Platine ist W ≥ 100 µm. Wenn h also ein Vielfaches von 50 µm ist, dann ist h = 100 µm und W = 126 µm. Wenn derzeit ξ = 0.15, dann ist G = 155 um. Wir wollen W so klein wie möglich wählen, also wenn W = 100 um wie in (2), Zo = 55 Ω, und wenn ξ = 0.15, G = 162 um. Zo ist 10 % höher als ursprünglich eingestellt, also müssen wir das akzeptieren, aber es gibt eine Lösung, den Dämpfungswiderstand leicht zu erhöhen.
Es ist eine Lösung, die Zo nicht erhöht. Eine andere Lösung ist W = 100 µm, G = 131 µm, h = 80 µm, wenn der Abstand h vom Boden ein Vielfaches von 40 µm anstelle eines Vielfachen von 50 µm betragen kann.
Es ist ein Beispiel für die Einstellung von Parametern ohne langes Nachdenken, beispielsweise 200 µm für h bei Verwendung eines 1 mm starken Kernmaterials mit einer Dicke von 1.6 mm.
Die Flächenspalte zeigt die Fläche an, die bei der Normalisierung von einer Zeile eingenommen wird. (2) und (3) sind leicht verbessert, aber wenn die Parameter ohne nachzudenken bestimmt werden, ist die Fläche 3.7-mal größer.
Verbesserte Packungsdichte
Tabelle 1 v zeigt, wann t mit 9 µm gewählt wird. Wenn die Musterdicke dünner wird, ist es möglich, das Muster feiner zu machen und den Spalt vernachlässigbarer zu machen, so dass W/G = 75/75 um erreichbar sein kann. Die belegte Fläche beträgt zu diesem Zeitpunkt 28 % von I und der Übersprechkoeffizient ξ ist kleiner als i.
Als UTC (Ultra Thin Copper) wurde Kupferfolie mit t = 9 um verwendet. Das Muster auf der Oberflächenschicht wird durch die Plattierung dicker. Dies kann jedoch durch selektives Plattieren erreicht werden, bei dem die Plattierung nur auf den Durchgangslochabschnitt angewendet wird, oder durch Abkratzen der auf der gesamten Oberfläche aufgebrachten Plattierung durch Ätzen oder Polieren.
Wenn die Montagedichte nur der Muster verdreifacht wird, wird aus der 8-Lagen-Platine eine 6-Lagen-Platine und aus der 6-Lagen-Platine eine 4-Lagen-Platine. Ich kann nicht. Es lohnt sich, einmal darüber nachzudenken.
Wenn Sie (a) mit (c) vergleichen, wird der Unterschied in der Montagedichte deutlich, also denken Sie bitte vorher sorgfältig darüber nach.
Fußnote
Die Unze wiegt normalerweise 28 Gramm, Edelsteine und Edelmetalle werden jedoch Feinunzen genannt und wiegen 31 Gramm. Welches Kupfer wird verwendet? Wenn das spezifische Gewicht von Kupfer 8.95 beträgt und 1 Fuß 30.48 cm entspricht, beträgt es 29 g bei t = 35 um. g) kann nicht definitiv bestimmt werden. Ursprünglich sollte das SI-Einheitensystem verwendet werden und das Yard-Pfund-System sollte in Klammern ausgedrückt werden, z. B. 35 um Kupferfolie (1 Unze) anstelle von 1 Unze Kupferfolie.
