フレックス リジッド PCB のインピーダンス設計に関する考慮事項

エレクトロニクス製品の急速な発展に伴い、市場では、フレックスリジッド PCB (プリント回路基板) とインピーダンス制御 PCB に対する要求がますます高くなり、それらに対する要求がますます厳しくなっています。インピーダンスが要求されるフレックスリジッド PCB が直面している主な問題は、測定値と設計値の差が 20Ω を超えるという大きな値にあり、設計補償の失敗と製造管理の困難につながります。この記事は主に、PCB 設計の観点から厳格なインピーダンス制御精度を満たす方法について説明しており、PCB 製造業界に従事するスタッフにとって有益であると期待されています。

インピーダンス制御分析

インピーダンスに影響を与える主な要素には、誘電率、媒体の厚さ、トレース幅、銅の厚さなどがあります。

断面解析に基づいて、実際の断面データをモジュールに適用した場合、計算値とインピーダンス計で得られた実際の測定値の差は、次の表にまとめられている 14Ω から 33Ω の範囲にあります。

理論値 (Ω)	測定値 (Ω)	差 (Ω)
113	143	30
109	134	25
95	112	17
93	107	14
120	153	33
110	139	29
96	119	23
95	116	21
125	153	28
110	141	31
100	123	23
90	110	20
124	151	27
112	137	25
104	123	19
95	113	18

上記の違いに基づくと、理論値と測定値の差が大きすぎるのは、次の理由による可能性があります:

エンジニアリング設計中に、アクセスがソフトウェア パラメータに誤って代入されました。

インピーダンスと断面データに影響を与える要因によると、おそらく誘電率のみが不正確なアクセスにつながります。誘電率の複合概念に基づいて、PCB 基板材料の誘電率は、基板材料中の誘電材料の誘電率の総合的な結果であることがわかります。これは、誘電材料中の樹脂の誘電率と、誘電材料中の樹脂の誘電率の加重和によって近似的に表すことができます。補強材の誘電率。ただし、フレキシブルな素材になると、接着剤とPI（ポリイミド）で構成されています。したがって、柔軟な材料の誘電率は、接着剤と PI の両方の総合的な誘電率です。

PCBに関して測定モジュールの設計が正しくありません

インピーダンス設計プロセス中、インピーダンス ライン測定には通常、伝送ライン設計と基準プレーンが含まれ、基準プレーンの銅エッジとインピーダンス ラインの間に一定の距離を維持できることを保証する必要があります。この状況に関する限り、距離はわずか 0.5 mm であり、短すぎる可能性があり、この基準面を完全に無視することになります。

• 実験計画

ステップ 1:エンジニアリング データは、以下をそれぞれ検証するように設計されています。
i.
測定モジュールへの伝送銅箔の有無によるインピーダンスへの影響
ii.測定モジュールのインピーダンスに対する銅箔エッジとインピーダンスライン間の距離の影響は何ですか。
デザインエッジとインピーダンスライン間の水平距離はそれぞれ0.5mmと4.5mmである。
iii.測定モジュールの設計により、グリッド基準面と銅箔基準面がインピーダンスに与える影響が決まります。

ステップ 2:フレキシブル基板を製作し、フレキシブル基板のインピーダンスを測定します。

ステップ 3:断面アクセスは、モジュール計算の理論インピーダンスに置き換えられ、アクセスによって引き起こされるエラーを排除できるように、誘電体材料の総合的な誘電率に従って計算されます。

ステップ 4:データの比較を通じて結論を下すことができます:パラメータ アクセス方法と測定モジュールの設計規則。

• 実験結果

1) 測定モジュールに伝送銅箔を追加した場合と追加しない場合の実験スキームに従って、元の測定データは、インピーダンスが伝送銅箔を追加する場合と追加しない場合のこのような小さな差につながることを示しています。したがって、伝送用銅箔の有無にかかわらず、インピーダンスには影響がないと判断できます。

2) 基準面銅箔エッジとインピーダンス ライン間の距離に基づいて設計された実験スキームによると、インピーダンスの差は非常に小さいため、基準面銅箔エッジとインピーダンス ライン間の距離はインピーダンスに影響を与えないと結論付けることができます。 /P>

3) 測定モジュールの基準面用に設計されたグリッドと銅箔モジュールに基づいて設計された実験スキームに従って、測定モジュールの基準面が銅箔とグリッドになるように設計されている場合、インピーダンスは劇的に影響を受けると結論付けることができます。

4) 異なるトレース幅、グリッド、および異なるサイズの銅箔モジュールに関する実験スキームに従って、グリッドが基準面になるように設計されている場合、それは銅の残存率に関連していると結論付けることができます。銅の残存率が高いほど、銅箔との差は小さくなります。銅の残存率が低いほど、銅箔との差が大きくなります。したがって、グリッドが基準面として使用されるため、銅はインピーダンス ラインの位置に適合する基準の場所にコーティングする必要があります。

5) 実用設計測定モジュールに従って、断面アクセスをモジュールに置き換えて、理論上のインピーダンスを計算し、それを実際の測定インピーダンスと比較します。フレキシブル材料は接着剤とPIで構成されているため、フレキシブル材料の誘電率は、両方の構成要素の総合誘電率であるか、インピーダンス計算用のソフトウェアを適用して単一の誘電率を取得する必要があります。以前の実験結果に基づいて、接着剤の誘電率が 3.5 であるのに対し、PI の誘電率は 2.8 であると結論付けることができます。その結果、データが計算用のソフトウェアに代入されるため、誘電率の精度が検証されます。

インピーダンス設計に関する Flex-Rigid PCB 設計者の考慮事項

考慮事項 1:基準面は、グリッド基準面と銅箔基準面である必要があります。

上記の実験結果に基づいて、銅箔基準面に基づくエンジニアリング設計は、フレックスリジッド PCB のインピーダンス要件を満たすことができると結論付けることができます。グリッド基準面を設計する場合、グリッドが大きいほど最小銅残存率のグリッド インピーダンスと銅箔インピーダンスの差が大きくなり、小さいグリッドほど最大のグリッド インピーダンスとの差が小さくなります。銅および銅箔インピーダンスの残存率。

結論として、基準面としてのグリッドの設計は、グリッドのサイズ、つまり銅の残存率と密接に関係しています。銅の残存率が高いほど、銅箔のインピーダンスや理論設計データとの差は小さくなります。銅残存率が低いほど、銅箔インピーダンスや理論設計データとの差が大きくなります。その結果、グリッドが基準面として選択された場合、対応するインピーダンス ライン位置と互換性のある基準面に銅をコーティングする必要があります。

考慮事項 2:インピーダンス計算ソフトウェアの追加機能に応じて、フレキシブル リジッド PCB インピーダンスを設計する必要があります。

機能を追加したインピーダンス計算ソフトは、通常のインピーダンス計算ソフトと比較して、媒体層ごとのアクセス取得機能を搭載し、アクセス取得に関してより正確に動作します。さらに、実際の状況をシミュレートするのがより簡単になり、エンジニアリング設計に適用するのがより便利になります.

考慮事項 3:各単層の誘電率は、フレックス リジッド ボードで取得されます。

PIの比誘電率は2.8、接着剤の比誘電率は3.5であることが実物大実験で確認でき、フレックスリジッド基板設計者の参考になります。追加機能を備えたインピーダンス計算ソフトウェアのアプリケーションに基づく理論上のデータ計算は、フレックス リジッド PCB の顧客の要求を満たすことができます。

PCBCart は厳密なインピーダンス制御を備えたフレックス リジッド PCB を製造できます。

2005 年に設立された PCBCart は、それ以来、品質保証されたフレックス リジッド PCB 製造サービスを提供してきました。フレックスリジッド回路基板の各ピースに対して厳密なインピーダンス制御を提供できます。柔軟なリジッド PCB の製造が必要な場合は、実用的で費用対効果の高いソリューションについて、こちらからお問い合わせください。

役立つリソース
• 高速 PCB 電源のインピーダンスを分析して禁止する方法
• PCB とソリューションの特性インピーダンスに影響を与える要素
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