» Публикации » Статьи » Вопросы контроля импеданса при изготовлении печатных плат

Вопросы контроля импеданса при изготовлении печатных плат

Авторы:
Андрей Чернышов, a.chernishov@pcbtech.ru (инженер по подготовке заказов печатных плат к производству)
Александр Акулин (Технический директор компании ООО "ПСБ СОФТ")

Требования о контроле импеданса часто сопровождают изготовление сложных многослойных печатных плат. Понимание особенностей обеспечения этих требований помогает не только сократить срок запуска плат в производство, но также способствует получению лучшего результата.

Контроль импеданса на заводе по производству печатных плат можно условно разделить на несколько этапов:
1. Подбор структуры, если она не задана заказчиком, и расчет уточненных толщин диэлектриков в соответствии с особенностями проводящего рисунка конкретного проекта;
2. Расчет оптимальных параметров проводников в соответствии со структурой, реальными параметрами используемых материалов и заданными заказчиком требованиями к импедансам;
3. Согласование расчетных данных с разработчиком платы;
4. Изготовление плат и выполнение тестирования.

Если в исходных данных задана структура платы, то завод изготовитель из имеющихся на складе материалов подбирает структуру платы, наиболее близкую к заданной. Если структура платы изначально не задана, то на основе предварительных расчетов подбирается структура платы, обеспечивающая наименьшее отклонение фактически полученных на готовой плате значений импедансов от заданных в проекте заказчика.
Для подобранной структуры платы выполняется уточненный расчет ширины проводников и зазоров, при которых значения импедансов будут обеспечиваться наиболее точно. Сформированная заводом структура платы и оптимальные параметры ширины проводников и зазоров могут быть согласованы с разработчиком по электронной почте.

  

Стандартная точность, с которой заводы контролируют импеданс, составляет ±10%. В некоторых случаях, по согласованию с заводом, точность контролируемого импеданса может быть повышена до ±7% или даже до ±5%. При разработке и изготовлении плат с контролем импеданса у некоторых разработчиков иногда возникает желание «строго» обеспечить заданные ими требования к импедансам.
Как же выбрать оптимальный вариант изготовления, и будут ли ожидания соответствовать действительности?

На импеданс влияет несколько факторов: параметры проводников, свойства материалов, точность изготовления, внутренние особенности проекта. Попробуем рассмотреть эти факторы подробнее.

Факторы, влияющие на импеданс
При расчете уточненных толщин препрегов в готовой плате должно учитываться заполнение пространства между проводниками проводящего слоя, которое определяется процентным содержанием меди на соседних проводящих слоях и толщинами фольги. Эти величины, используемые при расчете, должны быть близки к реальным значениям в готовой плате.
Процентное содержание меди на проводящем слое по отношению к площади платы может быть рассчитано с помощью программы проверки и обработки Gerber-файлов, например, CAM350 или других программ.
Финишная толщина фольги в готовой плате зависит от ее стартовой (базовой) толщины, а также от расположения - внешний или внутренний слой в структуре платы. Для платы, имеющей только сквозные металлизированные отверстия (без слепых и скрытых переходных отверстий и без дополнительных этапов металлизации), среднюю финишную толщину фольги можно определить с помощью таблицы 1.

 

Финишная толщина фольги в готовой плате зависит от ее стартовой (базовой) толщины, а также от расположения - внешний или внутренний слой в структуре платы. Для платы, имеющей только сквозные металлизированные отверстия (без слепых и скрытых переходных отверстий и без дополнительных этапов металлизации), среднюю финишную толщину фольги можно определить с помощью таблицы 1.

« Аналитические статьи