Dalam industri elektronik yang kompetitif hari ini, terdapat keperluan yang semakin meningkat untuk papan litar bercetak (PCB) yang inovatif dan cekap. Apabila industri berkembang, begitu juga keperluan untuk PCB yang boleh menahan pelbagai keadaan persekitaran dan memenuhi keperluan peranti elektronik yang kompleks. Di sinilah konsep PCB lentur-tegar fleksibel dimainkan.
Papan lentur tegar menawarkan gabungan unik bahan tegar dan fleksibel, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan dan fleksibiliti. Papan ini biasanya ditemui dalam peralatan perubatan, sistem aeroangkasa dan aplikasi kebolehpercayaan tinggi yang lain.
Kawalan impedans adalah aspek utama yang sangat mempengaruhi prestasi papan fleksibel tegar. Impedans ialah rintangan yang diberikan oleh litar kepada aliran arus ulang alik (AC). Kawalan impedans yang betul adalah penting kerana ia memastikan penghantaran isyarat yang boleh dipercayai dan meminimumkan kehilangan kuasa.
Dalam blog ini, Capel akan meneroka lima faktor yang boleh menjejaskan kawalan impedans papan fleksibel tegar. Memahami faktor ini adalah penting bagi pereka dan pengilang PCB untuk menyampaikan produk berkualiti tinggi yang memenuhi permintaan dunia yang dipacu teknologi hari ini.
1. Substrat yang berbeza akan menjejaskan nilai impedans:
Untuk PCB Flex Rigid-Flex, perbezaan dalam bahan asas mempunyai kesan ke atas nilai impedans. Dalam papan lentur-tegar, substrat fleksibel dan substrat tegar biasanya mempunyai pemalar dan kekonduksian dielektrik yang berbeza, yang akan menyebabkan masalah ketidakpadanan impedans pada antara muka antara kedua-dua substrat.
Khususnya, substrat fleksibel mempunyai pemalar dielektrik yang lebih tinggi dan kekonduksian elektrik yang lebih rendah, manakala substrat keras mempunyai pemalar dielektrik yang lebih rendah dan kekonduksian elektrik yang lebih tinggi. Apabila isyarat merambat dalam papan litar fleksibel tegar, akan terdapat pantulan dan penghantaran pada antara muka substrat pcb fleksibel tegar. Fenomena pantulan dan penghantaran ini menyebabkan impedans isyarat berubah, iaitu ketidakpadanan impedans.
Untuk mengawal impedans pcb tegar flex dengan lebih baik, kaedah berikut boleh digunakan:
Pemilihan substrat:pilih gabungan substrat litar lentur tegar supaya pemalar dielektrik dan kekonduksian sedekat mungkin untuk mengurangkan masalah ketidakpadanan impedans;
Rawatan antara muka:rawatan khas untuk antara muka antara substrat flex tegar pcb, seperti menggunakan lapisan antara muka khas atau filem berlapis, untuk meningkatkan padanan impedans ke tahap tertentu;
Kawalan menekan:Dalam proses pembuatan pcb fleksibel tegar, parameter seperti suhu, tekanan dan masa dikawal ketat untuk memastikan ikatan yang baik substrat papan litar fleksibel tegar dan mengurangkan perubahan impedans;
Simulasi dan penyahpepijatan:Melalui simulasi dan analisis perambatan isyarat dalam pcb fleksibel tegar, ketahui masalah ketidakpadanan impedans, dan buat pelarasan dan pengoptimuman yang sepadan.
2. Jarak lebar talian ialah faktor penting yang mempengaruhi kawalan impedans:
Dalam papan lentur tegar, jarak lebar talian adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi kawalan impedans. Lebar talian (iaitu lebar wayar) dan jarak talian (iaitu jarak antara wayar bersebelahan) menentukan geometri laluan semasa, yang seterusnya mempengaruhi ciri penghantaran dan nilai impedans isyarat.
Berikut ialah pengaruh jarak lebar talian pada kawalan impedans papan fleksibel tegar:
Impedans Asas:Jarak talian adalah penting untuk mengawal galangan asas (iaitu, galangan ciri talian jalur mikro, kabel sepaksi, dsb.). Menurut teori talian penghantaran, faktor-faktor seperti lebar talian, jarak talian, dan ketebalan substrat bersama-sama menentukan impedans ciri talian penghantaran. Apabila jarak lebar talian berubah, ia akan membawa kepada perubahan dalam galangan ciri, seterusnya menjejaskan kesan penghantaran isyarat.
Padanan impedans:Padanan impedans selalunya diperlukan dalam papan fleksibel tegar untuk memastikan penghantaran isyarat terbaik ke seluruh litar. Padanan impedans biasanya perlu melaraskan jarak lebar talian untuk dicapai. Sebagai contoh, dalam talian jalur mikro, galangan ciri talian penghantaran boleh dipadankan dengan galangan yang diperlukan oleh sistem dengan melaraskan lebar konduktor dan jarak antara konduktor bersebelahan.
Crosstalk dan Kehilangan:Jarak baris juga mempunyai kesan penting ke atas kawalan crosstalk dan kehilangan. Apabila jarak lebar talian kecil, kesan gandingan medan elektrik antara wayar bersebelahan dipertingkatkan, yang boleh menyebabkan peningkatan dalam crosstalk. Selain itu, lebar wayar yang lebih kecil dan jarak wayar yang lebih besar menghasilkan pengagihan arus yang lebih pekat, meningkatkan rintangan dan kehilangan wayar.
3. Ketebalan bahan juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi kawalan impedans papan fleksibel tegar:
Variasi dalam ketebalan bahan secara langsung mempengaruhi impedans ciri talian penghantaran.
Berikut ialah kesan ketebalan bahan pada kawalan impedans papan fleksibel tegar:
Impedans ciri talian penghantaran:Impedans ciri talian penghantaran merujuk kepada hubungan berkadar antara arus dan voltan pada talian penghantaran pada frekuensi tertentu. Dalam papan fleksibel tegar, ketebalan bahan akan menjejaskan nilai galangan ciri talian penghantaran. Secara umumnya, apabila ketebalan bahan menjadi lebih nipis, impedans ciri akan meningkat; dan apabila ketebalan bahan menjadi lebih tebal, impedans ciri akan berkurangan. Oleh itu, apabila mereka bentuk papan fleksibel tegar, adalah perlu untuk memilih ketebalan bahan yang sesuai untuk mencapai impedans ciri yang diperlukan mengikut keperluan sistem dan ciri penghantaran isyarat.
Nisbah Line-to-Space:Variasi dalam ketebalan bahan juga akan mempengaruhi nisbah garis-ke-jarak. Menurut teori talian penghantaran, impedans ciri adalah berkadar dengan nisbah lebar talian kepada ruang. Apabila ketebalan bahan berubah, untuk mengekalkan kestabilan impedans ciri, adalah perlu untuk melaraskan nisbah lebar talian dan jarak talian dengan sewajarnya. Sebagai contoh, apabila ketebalan bahan dikurangkan, untuk mengekalkan impedans ciri malar, lebar garisan perlu dikurangkan dengan sewajarnya, dan jarak garisan harus dikurangkan secara bersamaan untuk memastikan nisbah lebar talian kepada ruang tidak berubah.
4. Toleransi kuprum saduran juga merupakan faktor yang mempengaruhi kawalan impedans papan tegar fleksibel:
Tembaga saduran adalah lapisan konduktif yang biasa digunakan dalam papan fleksibel tegar, dan perubahan dalam ketebalan dan toleransinya secara langsung akan menjejaskan galangan ciri papan.
Berikut ialah pengaruh toleransi kuprum penyaduran pada kawalan impedans papan tegar fleksibel:
Toleransi ketebalan tembaga bersalut:Ketebalan kuprum saduran adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi impedans papan fleksibel tegar. Jika toleransi ketebalan kuprum saduran terlalu besar, ketebalan lapisan konduktif pada plat akan berubah, sekali gus menjejaskan impedans ciri plat. Oleh itu, apabila membuat papan tegar flex, adalah perlu untuk mengawal ketat toleransi ketebalan kuprum saduran untuk memastikan kestabilan impedans ciri.
Keseragaman penyaduran kuprum:Sebagai tambahan kepada toleransi ketebalan, keseragaman kuprum penyaduran elektrik juga mempengaruhi kawalan impedans papan fleksibel tegar. Jika terdapat pengagihan tidak sekata lapisan kuprum saduran pada papan, mengakibatkan ketebalan kuprum saduran yang berbeza pada kawasan papan yang berbeza, impedans ciri juga akan berubah. Oleh itu, adalah perlu untuk memastikan keseragaman kuprum saduran untuk memastikan konsistensi impedans ciri apabila membuat papan lembut dan tegar.
5. Toleransi etsa juga merupakan faktor penting yang mempengaruhi kawalan impedans papan fleksibel tegar:
Toleransi etsa merujuk kepada sisihan ketebalan plat yang boleh dikawal apabila etsa dijalankan dalam proses pembuatan papan tegar fleksibel.
Berikut ialah kesan toleransi goresan pada kawalan impedans papan fleksibel tegar:
Padanan impedans papan lentur tegar: Dalam proses pembuatan papan lentur tegar, etsa biasanya digunakan untuk mengawal nilai impedans ciri. Melalui etsa, lebar lapisan konduktif boleh dilaraskan untuk mencapai nilai impedans yang diperlukan oleh reka bentuk. Walau bagaimanapun, semasa proses etsa, kerana kelajuan etsa larutan etsa pada plat mungkin mempunyai toleransi tertentu, mungkin terdapat penyelewengan dalam lebar lapisan konduktif selepas etsa, yang menjejaskan kawalan tepat impedans ciri.
Ketekalan dalam impedans ciri:Toleransi etsa juga boleh membawa kepada perbezaan dalam ketebalan lapisan pengalir di kawasan yang berbeza, mengakibatkan impedans ciri yang tidak konsisten. Ketidakkonsistenan impedans ciri boleh menjejaskan prestasi penghantaran isyarat, yang amat penting dalam komunikasi berkelajuan tinggi atau aplikasi frekuensi tinggi.
Kawalan impedans ialah aspek penting dalam reka bentuk dan fabrikasi PCB Flex Rigid-Flex.Mencapai nilai impedans yang tepat dan konsisten adalah penting untuk penghantaran isyarat yang boleh dipercayai dan prestasi keseluruhan peranti elektronik.Oleh itu, dengan memberi perhatian yang teliti kepada pemilihan substrat, geometri surih, ketebalan dielektrik terkawal, toleransi penyaduran kuprum dan toleransi goresan, pereka dan pengilang PCB boleh berjaya menghantar papan fleksibel tegar berkualiti tinggi yang memenuhi keperluan ketat industri. 15 tahun perkongsian pengalaman industri, saya harap Capel boleh membawa bantuan berguna kepada anda. Untuk lebih banyak soalan papan litar, sila rujuk terus kepada kami, pasukan pakar papan litar profesional Capel akan menjawab anda dalam talian.
Masa siaran: Ogos-22-2023
belakang
