V današnji konkurenčni elektronski industriji obstaja vse večja potreba po inovativnih, učinkovitih tiskanih vezjih (PCB). Z rastjo industrije narašča tudi potreba po PCB-jih, ki lahko prenesejo različne okoljske pogoje in izpolnjujejo zahteve kompleksnih elektronskih naprav. Tukaj nastopi koncept flex rigid-flex PCB.
Rigid-flex plošče ponujajo edinstveno kombinacijo togih in fleksibilnih materialov, zaradi česar so idealne za aplikacije, ki zahtevajo vzdržljivost in fleksibilnost. Te plošče običajno najdemo v medicinski opremi, vesoljskih sistemih in drugih aplikacijah z visoko zanesljivostjo.
Nadzor impedance je ključni vidik, ki močno vpliva na zmogljivost plošč s togimi in fleksibilnimi ploščami. Impedanca je upor, ki ga vezje zagotavlja pretoku izmeničnega toka (AC). Ustrezen nadzor impedance je ključnega pomena, saj zagotavlja zanesljiv prenos signala in zmanjšuje izgubo moči.
V tem spletnem dnevniku bo Capel raziskal pet dejavnikov, ki lahko pomembno vplivajo na nadzor impedance togo-fleksibilnih plošč. Razumevanje teh dejavnikov je ključnega pomena za oblikovalce in proizvajalce tiskanih vezij, da zagotovijo visokokakovostne izdelke, ki ustrezajo zahtevam današnjega tehnološko usmerjenega sveta.
1. Različni substrati bodo vplivali na vrednost impedance:
Pri Flex Rigid-Flex PCB razlika v osnovnem materialu res vpliva na vrednost impedance. V togo-fleksibilnih ploščah imata prožna podlaga in toga podlaga običajno različne dielektrične konstante in prevodnost, kar bo povzročilo težave z neusklajenostjo impedance na vmesniku med obema podlagama.
Natančneje, prožni substrati imajo višjo dielektrično konstanto in nižjo električno prevodnost, medtem ko imajo trdi substrati nižjo dielektrično konstanto in večjo električno prevodnost. Ko se signal širi v togo-fleksibilnem vezju, pride do odboja in prenosa na vmesniku togo-fleksibilnega substrata PCB. Ti pojavi odboja in prenosa povzročijo spremembo impedance signala, to je neusklajenost impedance.
Za boljši nadzor impedance upogljivega tiskanega vezja je mogoče uporabiti naslednje metode:
Izbira substrata:izberite kombinacijo togih podlag flex vezja, tako da sta njihova dielektrična konstanta in prevodnost čim bližji, da zmanjšate problem neusklajenosti impedance;
Obdelava vmesnika:posebna obdelava vmesnika med togimi upogljivimi substrati PCB, kot je uporaba posebne vmesniške plasti ali laminirane folije, da se do določene mere izboljša ujemanje impedance;
Pritisk na nadzor:V proizvodnem procesu togega upogljivega tiskanega vezja so parametri, kot so temperatura, tlak in čas, strogo nadzorovani, da se zagotovi dobro lepljenje togih podlag flex vezja in zmanjšajo spremembe impedance;
Simulacija in odpravljanje napak:S simulacijo in analizo širjenja signala v togem upogljivem tiskanem vezju odkrijte problem neusklajenosti impedance ter izvedite ustrezne prilagoditve in optimizacije.
2. Razmik med črtami je pomemben dejavnik, ki vpliva na nadzor impedance:
Pri plošči s togim upogibom je razmik med črtami eden od pomembnih dejavnikov, ki vpliva na nadzor impedance. Širina linije (tj. širina žice) in razmik med linijami (tj. razdalja med sosednjimi žicami) določata geometrijo tokovne poti, kar posledično vpliva na značilnosti prenosa in vrednost impedance signala.
V nadaljevanju je prikazan vpliv razmika širine črte na nadzor impedance togo-fleksibilne plošče:
Osnovna impedanca:Razmik med linijami je kritičen za nadzor osnovne impedance (tj. karakteristične impedance mikrotrakastih vodov, koaksialnih kablov itd.). V skladu s teorijo prenosnega voda dejavniki, kot so širina linije, razmik med linijami in debelina substrata, skupaj določajo karakteristično impedanco daljnovoda. Ko se razmik med črtami spremeni, se spremeni karakteristična impedanca in s tem vpliva na učinek prenosa signala.
Ujemanje impedance:Ujemanje impedance je pogosto potrebno pri ploščah s togimi in fleksibilnimi ploščami, da se zagotovi najboljši prenos signalov skozi celotno vezje. Ujemanje impedance mora običajno prilagoditi razmik med črtami, da se doseže. Na primer, v mikrotrakastem vodu je mogoče karakteristično impedanco prenosnega voda uskladiti z impedanco, ki jo zahteva sistem, s prilagoditvijo širine vodnikov in razmika med sosednjimi vodniki.
Preslušavanje in izguba:Razmik med vrsticami ima tudi pomemben vpliv na nadzor preslušavanja in izgube. Ko je razmik med širino črte majhen, se poveča učinek sklopitve električnega polja med sosednjimi žicami, kar lahko povzroči povečanje preslušavanja. Poleg tega manjše širine žice in večji razmiki med žicami povzročijo bolj koncentrirano porazdelitev toka, povečajo odpornost žice in izgube.
3. Debelina materiala je prav tako pomemben dejavnik, ki vpliva na nadzor impedance togo-fleksibilne plošče:
Spremembe v debelini materiala neposredno vplivajo na karakteristično impedanco prenosnega voda.
Sledi učinek debeline materiala na nadzor impedance togo-fleksibilnih plošč:
Karakteristična impedanca prenosnega voda:Karakteristična impedanca daljnovoda se nanaša na sorazmerno razmerje med tokom in napetostjo na daljnovodu pri določeni frekvenci. V plošči s togim upogibom bo debelina materiala vplivala na vrednost karakteristične impedance daljnovoda. Na splošno, ko postane debelina materiala tanjša, se bo značilna impedanca povečala; in ko postane debelina materiala debelejša, se karakteristična impedanca zmanjša. Zato je treba pri načrtovanju togo-fleksibilne plošče izbrati ustrezno debelino materiala, da dosežemo zahtevano karakteristično impedanco glede na sistemske zahteve in karakteristike prenosa signala.
Razmerje med črto in prostorom:Spremembe v debelini materiala bodo vplivale tudi na razmerje med vrsticami in razmiki. Po teoriji prenosnega voda je karakteristična impedanca sorazmerna z razmerjem med širino voda in prostorom. Ko se debelina materiala spremeni, je treba za ohranitev stabilnosti karakteristične impedance ustrezno prilagoditi razmerje med širino črte in razmikom med črtami. Na primer, ko se debelina materiala zmanjša, da bi ohranili konstantno karakteristično impedanco, je treba širino črte ustrezno zmanjšati, razmik med črtami pa ustrezno zmanjšati, da ohranite razmerje med širino črte in prostorom nespremenjeno.
4. Toleranca galvaniziranega bakra je tudi dejavnik, ki vpliva na nadzor impedance prožne toge plošče:
Galvaniziran baker je pogosto uporabljena prevodna plast v ploščah s togim upogibom, spremembe v njegovi debelini in toleranci pa bodo neposredno vplivale na karakteristično impedanco plošče.
Sledi vpliv tolerance galvanizacije bakra na nadzor impedance upogljivih togih plošč:
Toleranca debeline galvaniziranega bakra:Debelina galvaniziranega bakra je eden od ključnih dejavnikov, ki vpliva na impedanco togo-fleksibilne plošče. Če je toleranca debeline galvaniziranega bakra prevelika, se bo spremenila debelina prevodne plasti na plošči, kar bo vplivalo na karakteristično impedanco plošče. Zato je treba pri izdelavi fleksibilnih togih plošč strogo nadzorovati toleranco debeline galvaniziranega bakra, da se zagotovi stabilnost karakteristične impedance.
Enotnost galvanizacije bakra:Poleg tolerance debeline enakomernost galvaniziranega bakra vpliva tudi na nadzor impedance togo-fleksibilnih plošč. Če pride do neenakomerne porazdelitve plasti galvaniziranega bakra na plošči, kar ima za posledico različne debeline galvaniziranega bakra na različnih delih plošče, se bo spremenila tudi karakteristična impedanca. Zato je treba zagotoviti enakomernost galvaniziranega bakra, da se zagotovi doslednost karakteristične impedance pri izdelavi mehkih in togih plošč.
5. Toleranca jedkanja je prav tako pomemben dejavnik, ki vpliva na nadzor impedance togo-fleksibilnih plošč:
Toleranca jedkanja se nanaša na odstopanje debeline plošče, ki ga je mogoče nadzorovati, ko se jedkanje izvaja v procesu izdelave fleksibilnih togih plošč.
Sledijo učinki toleranc jedkanja na nadzor impedance togo-fleksibilnih plošč:
Ujemanje impedance plošče s togimi in fleksibilnimi ploščami: V proizvodnem procesu plošč s togimi in fleksibilnimi ploščami se jedkanje običajno uporablja za nadzor karakteristične vrednosti impedance. Z jedkanjem je mogoče prilagoditi širino prevodne plasti, da se doseže vrednost impedance, ki jo zahteva zasnova. Ker pa ima lahko hitrost jedkanja raztopine za jedkanje na plošči določeno toleranco, med postopkom jedkanja lahko pride do odstopanj v širini prevodne plasti po jedkanju, kar vpliva na natančno kontrolo karakteristične impedance.
Konsistentnost karakteristične impedance:Tolerance jedkanja lahko vodijo tudi do razlik v debelini prevodne plasti v različnih regijah, kar ima za posledico nedosledno karakteristično impedanco. Nekonsistentnost karakteristične impedance lahko vpliva na zmogljivost prenosa signala, kar je še posebej pomembno pri hitri komunikaciji ali visokofrekvenčnih aplikacijah.
Nadzor impedance je pomemben vidik načrtovanja in izdelave PCB Flex Rigid-Flex.Doseganje natančnih in doslednih vrednosti impedance je ključnega pomena za zanesljiv prenos signala in splošno delovanje elektronskih naprav.Tako lahko z veliko pozornostjo pri izbiri substrata, geometriji sledi, nadzorovani debelini dielektrika, tolerancah za bakrenje in tolerancah za jedkanje lahko oblikovalci in proizvajalci tiskanih vezij uspešno dobavijo robustne, visokokakovostne togo-fleksibilne plošče, ki izpolnjujejo stroge zahteve industrije. 15 let izmenjave izkušenj v industriji, upam, da vam lahko Capel prinese koristno pomoč. Za več vprašanj o vezju se obrnite neposredno na nas, Capelova strokovna ekipa strokovnjakov za vezja vam bo odgovorila na spletu.
Čas objave: 22. avgusta 2023
Nazaj
