Di era saat ini ketika perangkat elektronik semakin mengejar-transmisi data berkecepatan tinggi dan efisien, papan PCB yang dikontrol impedansinya memainkan peran penting dalam memastikan integritas sinyal. Dibandingkan dengan pemrosesan papan PCB biasa, proses pemrosesannya memiliki banyak langkah unik dan rumit untuk memastikan pencocokan impedansi yang tepat.
1, Dasar-dasar Prinsip Pemrosesan
Tujuan inti dari kontrol impedansi adalah untuk menjaga impedansi saluran transmisi pada papan PCB dalam kisaran tertentu, biasanya nilai standar seperti 50 ohm dan 75 ohm, untuk mencapai transmisi bebas pantulan sinyal dan transmisi bebas distorsi. Ketika sinyal merambat di saluran transmisi, sinyal tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti resistansi, kapasitansi, dan induktansi, yang bersama-sama menentukan impedansi karakteristik saluran transmisi. Selama pemrosesan, impedansi perlu disesuaikan dengan mengontrol secara tepat parameter fisik rangkaian, seperti lebar garis, jarak garis, ketebalan dielektrik, dan sifat material.
2, Perbedaan pemilihan material
(1) Bahan substrat
Papan PCB biasa mungkin lebih fokus pada biaya dan kinerja konvensional, sedangkan papan PCB yang dikontrol impedansinya memiliki persyaratan yang lebih ketat untuk bahan substrat. Bahan dengan konstanta dielektrik (Dk) rendah dan stabilitas tinggi lebih disukai, seperti polytetrafluoroethylene (PTFE) dan kompositnya. Bahan Dk rendah dapat mengurangi kerugian selama transmisi sinyal, dan konstanta dielektriknya sedikit berubah pada frekuensi yang berbeda, memastikan stabilitas impedansi pada rentang frekuensi yang luas. Pada saat yang sama, koefisien muai panas bahan substrat juga perlu dipertimbangkan secara ketat dan dicocokkan dengan bahan lain seperti kertas tembaga untuk mencegah perubahan ukuran sirkuit karena perubahan suhu, yang dapat mempengaruhi impedansi.
(2) Kertas tembaga
Untuk papan sirkuit cetak kontrol impedansi, foil tembaga profil rendah (LP) atau ultra-profil rendah (VLP) lebih disukai. Jenis foil tembaga ini memiliki kekasaran permukaan yang rendah, yang dapat mengurangi resistensi permukaan dan efek kulit selama transmisi sinyal, mengurangi kehilangan sinyal, dan mengontrol impedansi dengan lebih akurat.
3, Pertimbangan khusus untuk desain rute
(1) Lebar garis dan spasi garis
Pada tahap desain, perlu menggunakan perangkat lunak penghitungan impedansi profesional untuk menghitung lebar dan jarak saluran secara akurat berdasarkan nilai impedansi target. Dibandingkan dengan papan papan sirkuit cetak biasa, papan papan sirkuit cetak yang dikontrol impedansi memerlukan lebar garis dan toleransi jarak yang sangat kecil. Misalnya, toleransi lebar garis pada papan sirkuit tercetak biasa mungkin berada dalam ± 10%, sedangkan toleransi lebar garis pada papan sirkuit tercetak yang dikontrol impedansinya perlu dikontrol dalam ± 5% atau bahkan lebih rendah untuk memastikan akurasi impedansi. Desain jalur sinyal berkecepatan tinggi-harus berusaha mempertahankan panjang yang sama dan menghindari belokan sudut kanan. Mereka harus menggunakan sudut 45 derajat atau transisi busur melingkar untuk mengurangi pantulan sinyal dan menjaga stabilitas impedansi.
(2) Struktur bertumpuk
Perencanaan yang cermat terhadap struktur bertumpuk adalah kunci pengendalian impedansi. Saat menentukan jumlah dan urutan susunan lapisan daya, lapisan geologi, dan lapisan sinyal, perlu mempertimbangkan secara komprehensif persyaratan transmisi sinyal, distribusi daya, dan kompatibilitas elektromagnetik. Misalnya, mendekatkan lapisan sinyal ke formasi, memanfaatkan efek pelindung formasi untuk mengurangi interferensi sinyal, sekaligus mengoptimalkan jarak antara lapisan sinyal dan lapisan daya, mengontrol kopling kapasitif, dan menyesuaikan impedansi secara akurat.
4, Pengoperasian proses produksi yang baik
(1) Proses etsa
Proses etsa memiliki dampak yang signifikan terhadap akurasi lebar garis papan sirkuit cetak yang dikontrol impedansinya. Peralatan etsa canggih digunakan untuk mengontrol parameter secara tepat seperti konsentrasi, suhu, tekanan semprotan, dan waktu etsa larutan etsa, sehingga memastikan keseragaman etsa. Dibandingkan dengan etsa papan PCB biasa, etsa papan sirkuit cetak yang dikontrol impedansi memiliki toleransi yang lebih rendah terhadap fluktuasi parameter. Melalui sistem pemantauan-waktu nyata dan kontrol umpan balik, parameter disesuaikan secara tepat waktu untuk memastikan lebar saluran memenuhi persyaratan desain dan mempertahankan impedansi yang akurat.
(2) Pengeboran dan Elektroplating
Dalam proses pengeboran perlu dipastikan keakuratan posisi pengeboran dan menghindari mempengaruhi sambungan saluran dan pencocokan impedansi akibat penyimpangan posisi lubang. Untuk via lubang, proses pelapisan listrik khusus digunakan untuk memastikan pelapisan yang seragam dan kontinu pada dinding lubang, mengurangi resistansi via, dan meminimalkan transien impedansi selama transmisi sinyal. Dalam pemrosesan papan sirkuit tercetak biasa, pemrosesan melalui mungkin relatif sederhana, namun dalam pemrosesan papan sirkuit tercetak yang dikontrol impedansi, melalui desain dan pemrosesan merupakan tautan penting untuk memastikan integritas sinyal.
(3) Proses laminasi
Saat melaminasi, kendalikan suhu, tekanan, dan waktu secara ketat untuk memastikan bahwa setiap lapisan material terikat erat dan stabil secara dimensi. Setiap penyimpangan dalam ketebalan antarlapisan dapat menyebabkan perubahan impedansi, sehingga peralatan laminasi harus memiliki-kemampuan kontrol presisi tinggi. Dibandingkan dengan laminasi papan sirkuit cetak biasa, persyaratan akurasi kontrol untuk parameter proses lebih tinggi untuk memastikan bahwa impedansi produk memenuhi spesifikasi desain.
5, Kontrol proses pengujian secara ketat
(1) Pengujian impedansi
Pengujian impedansi yang ketat harus dilakukan selama proses produksi dan tahap produk akhir. Gunakan instrumen pengujian impedansi profesional, seperti penganalisis jaringan, untuk melakukan pengujian titik demi titik pada saluran transmisi utama pada papan sirkuit tercetak. Tidak seperti pengujian papan sirkuit cetak biasa, papan papan sirkuit cetak yang dikontrol impedansi memiliki rentang frekuensi yang lebih luas dan lebih banyak titik pengujian untuk memastikan bahwa impedansi memenuhi persyaratan desain pada frekuensi yang berbeda. Setelah deviasi impedansi ditemukan melebihi rentang yang diizinkan, penyebabnya harus dianalisis secara tepat waktu dan tindakan perbaikan harus diambil, seperti menyesuaikan parameter proses produksi selanjutnya atau mengerjakan ulang produk yang tidak-sesuai.
(2) Pemeriksaan penampilan dan ukuran
Selain pengujian impedansi, pemeriksaan tampilan dan ukuran papan sirkuit cetak juga sama ketatnya. Pemeriksaan penampilan harus memastikan bahwa rangkaian bebas dari cacat seperti goresan, korsleting, dan rangkaian terbuka, karena masalah ini dapat mempengaruhi impedansi. Dalam hal deteksi ukuran, dimensi utama seperti lebar garis, jarak garis, dan ketebalan papan diukur secara akurat dan dibandingkan dengan nilai desain untuk memastikan bahwa akurasi ukuran memenuhi persyaratan kontrol impedansi. Setiap penyimpangan ukuran dapat mempengaruhi impedansi, sehingga mempengaruhi kualitas transmisi sinyal