Technologieaustausch

Wenn Sie Leiterplatten verschiedener Hersteller herstellen, werden Sie möglicherweise auf eine Bestellanfrage stoßen, in der Sie gefragt werden, ob Sie Impedanz benötigen.

In heutigen Anwendungen, in denen Designs im Allgemeinen immer schneller werden, ist die Kontrolle von Layoutparametern wichtiger denn je.

Es gibt verschiedene Methoden zur Impedanzkontrolle während des PCB-Designs und der Produktion. Die gebräuchlichste Methode besteht darin, die Informationen im Schaltplan mit Symbolen und speziellen Kommentaren zu versehen, diese Kommentare und Designregeln beim Layout der Leiterplatte einzubeziehen und die Zeichnung so weiterzugeben, dass Ihr Leiterplattenlieferant sie versteht und entsprechend herstellen kann.

Ein kurzer Hintergrund zur Impedanzkontrolle

Warum ist es notwendig? Einfach ausgedrückt: Ein Signal mit einer bestimmten Energie und Geschwindigkeit verlässt den Ausgangspin einer Komponente, wandert durch die Leiterbahn der Leiterplatte und landet am Eingangspin einer anderen Komponente.

Wenn die Energie des Signals nicht vollständig vom Empfangsende absorbiert wird, kann ein Teil der verbleibenden Energie zurück in die Leiterbahn und zurück zum Ausgangspin reflektiert werden. Diese Reflexionen können das reale Signal stören und die Gesamtsignalintegrität beeinträchtigen.

Bei sehr kurzen Leiterbahnen müssen Sie sich wahrscheinlich keine Gedanken über eine kontrollierte Impedanz machen, aber als allgemeine Faustregel gilt, dass jede Leiterbahn, die länger als 1/10 der Signalwellenlänge ist, eine Art kontrollierte Impedanz enthalten sollte.

Eine weitere allgemeine Faustregel besteht darin, Leiterbahnen, die länger als 1/3 der Anstiegszeit des Signals sind, eine kontrollierte Impedanz hinzuzufügen. Hochgeschwindigkeits-USB, Ethernet, DDR-Speicher und andere differenzielle Kommunikationssysteme mit niedriger Spannung sind Beispiele für Datenraten, die eine Impedanzkontrolle erfordern.

Bei Leiterbahnen sind mehrere Eigenschaften zu berücksichtigen: Höhe, Breite, Länge, Abstand zwischen sich selbst und anderen Kupferelementen (einschließlich Kupferschichten unter oder über Signalschichten mit kontrollierter Impedanz), Dielektrizitätskonstante, Toleranzen/Einschränkungen bei der Leiterplattenherstellung usw. All dies muss bei der Berechnung und Gestaltung der kontrollierten Impedanz berücksichtigt werden. Die meisten branchenüblichen CAD-Programme verfügen über Impedanzkontroll- und Differentialpaar-Funktionssätze, die diese Dinge für Sie berechnen können (und sogar Simulationen der erwarteten Signalintegrität und möglicher Probleme anzeigen können). Wenn Sie jedoch wissen, wie sie zusammenarbeiten, können Sie besser verstehen, wann sie benötigt werden oder nicht.

Hier ist ein Screenshot von Altium Designer (aus Altium TechDocs) auf einer 4-Lagen-Leiterplatte mit einigen einfachen, impedanzgesteuerten Leiterbahnbreiten von 70 Ohm.

Heutzutage erfolgt die Impedanzkontrolle typischerweise in der Leiterplattenwerkstatt mithilfe von Modellierungssoftware und dem Testen der Impedanz auf der unbestückten Platine während der Produktion. Für Leiterplattendesigner ist es jedoch auch wichtig zu wissen, wie diese Spezifikationen in Zeichnungen markiert werden.

Dies kann normalerweise dadurch erreicht werden, dass auf der Leiterplattenzeichnung ein Hinweis und ein Pfeil angebracht werden, der auf eine Leiterbahn (oder Leiterbahngruppe) auf der Platine zeigt und besagt: „Schicht 1 und 8 mit 7 mil Breite und 8 mil Abstand erfordern eine Differenzimpedanz von 90 Ohm“ und Stapellegenden und ihre Anforderungen an Kupferdicke und Dielektrikum.Wenn Sie Impedanzanforderungen haben, melden Sie sich bitte auf der offiziellen Website von Jiepei an, um nachzufragen!