У сучасній конкурентній електронній промисловості зростає потреба в інноваційних ефективних друкованих платах (PCB). Із зростанням промисловості зростає потреба в друкованих платах, які можуть витримувати різні умови навколишнього середовища та відповідати вимогам складних електронних пристроїв. Ось тут і вступає в дію концепція гнучкої жорсткої гнучкої друкованої плати.
Плити Rigid-flex пропонують унікальне поєднання жорстких і гнучких матеріалів, що робить їх ідеальними для застосувань, які потребують довговічності та гнучкості. Ці плати зазвичай зустрічаються в медичному обладнанні, аерокосмічних системах та інших високонадійних додатках.
Контроль імпедансу є ключовим аспектом, який значною мірою впливає на продуктивність жорстко-гнучких плат. Імпеданс — це опір, який ланцюг створює змінному струму (AC). Належне керування імпедансом має вирішальне значення, оскільки воно забезпечує надійну передачу сигналу та мінімізує втрати потужності.
У цьому блозі Кепел дослідить п’ять факторів, які можуть суттєво вплинути на контроль імпедансу жорстко-гнучких плат. Розуміння цих факторів має вирішальне значення для розробників і виробників друкованих плат, щоб постачати високоякісні продукти, які відповідають вимогам сучасного технологічного світу.
1. Різні підкладки впливатимуть на значення імпедансу:
Для Flex Rigid-Flex PCB різниця в базовому матеріалі дійсно впливає на значення імпедансу. У жорстко-гнучких платах гнучка підкладка та жорстка підкладка зазвичай мають різні діелектричні константи та провідність, що спричинить проблеми невідповідності імпедансу на межі розділу між двома підкладками.
Зокрема, гнучкі підкладки мають вищу діелектричну проникність і нижчу електропровідність, тоді як тверді підкладки мають нижчу діелектричну проникність і вищу електропровідність. Коли сигнал поширюється в жорсткій гнучкій друкованій платі, відбуватиметься відображення та передача на межі між жорсткою та гнучкою підкладкою друкованої плати. Ці явища відбиття та передачі викликають зміну імпедансу сигналу, тобто невідповідність імпедансу.
Щоб краще контролювати імпеданс гнучкої жорсткої друкованої плати, можна застосувати такі методи:
Вибір субстрату:вибрати комбінацію жорстких гнучких підкладок схеми, щоб їх діелектрична проникність і провідність були якомога ближчими, щоб зменшити проблему невідповідності імпедансу;
Обробка інтерфейсу:спеціальна обробка інтерфейсу між жорсткими гнучкими підкладками друкованої плати, наприклад, використання спеціального інтерфейсного шару або ламінованої плівки, щоб до певної міри покращити узгодження імпедансу;
Натискання управління:У процесі виробництва жорсткої гнучкої друкованої плати такі параметри, як температура, тиск і час, суворо контролюються, щоб забезпечити гарне з’єднання жорстких підкладок гнучкої друкованої плати та зменшити зміни імпедансу;
Моделювання та налагодження:Завдяки моделюванню та аналізу поширення сигналу в жорсткій гнучкій друкованій платі з’ясуйте проблему невідповідності імпедансу та внесіть відповідні налаштування та оптимізацію.
2. Відстань між лініями є важливим фактором, що впливає на контроль імпедансу:
У жорсткій гнучкій платі міжрядковий інтервал є одним із важливих факторів, що впливають на контроль імпедансу. Ширина лінії (тобто ширина дроту) і відстань між лініями (тобто відстань між сусідніми проводами) визначають геометрію шляху струму, що, у свою чергу, впливає на характеристики передачі та значення імпедансу сигналу.
Нижче наведено вплив міжрядкового інтервалу на контроль імпедансу жорстко-гнучкої плати:
Основний опір:Відстань між лініями має вирішальне значення для контролю основного опору (тобто характеристичного опору мікросмужкових ліній, коаксіальних кабелів тощо). Відповідно до теорії лінії передачі, такі фактори, як ширина лінії, відстань між лініями та товщина підкладки, разом визначають характеристичний опір лінії передачі. Коли міжрядковий інтервал змінюється, це призведе до зміни характеристичного імпедансу, тим самим впливаючи на ефект передачі сигналу.
Узгодження імпедансу:Узгодження імпедансу часто потрібне в жорстких гнучких платах, щоб забезпечити найкращу передачу сигналів по всій схемі. Для досягнення узгодження імпедансу зазвичай потрібно регулювати міжрядковий інтервал. Наприклад, у мікросмужковій лінії характеристичний опір лінії передачі можна узгодити з повним опором, необхідним для системи, регулюючи ширину провідників і відстань між сусідніми провідниками.
Перехресні перешкоди та втрати:Міжрядковий інтервал також має важливий вплив на контроль перехресних перешкод і втрат. Коли відстань між лініями мала, ефект зв’язку електричного поля між сусідніми проводами посилюється, що може призвести до збільшення перехресних перешкод. Крім того, менша ширина дроту та більша відстань дроту призводять до більш концентрованого розподілу струму, збільшуючи опір дроту та втрати.
3. Товщина матеріалу також є важливим фактором, що впливає на контроль імпедансу жорсткої гнучкої плати:
Зміна товщини матеріалу безпосередньо впливає на характеристичний опір лінії передачі.
Нижче наведено вплив товщини матеріалу на контроль імпедансу жорстко-гнучких плит:
Характеристика опору лінії передачі:Характеристичний імпеданс лінії передачі означає пропорційне співвідношення між струмом і напругою на лінії передачі на певній частоті. У твердій гнучкій платі товщина матеріалу впливатиме на значення характеристичного опору лінії передачі. Взагалі кажучи, коли товщина матеріалу стає тоншою, характеристичний опір збільшиться; і коли товщина матеріалу стає товщі, характеристичний імпеданс буде зменшуватися. Тому при розробці жорстко-гнучкої плати необхідно вибрати відповідну товщину матеріалу для досягнення необхідного характеристичного опору відповідно до системних вимог і характеристик передачі сигналу.
Співвідношення рядка до простору:Варіації товщини матеріалу також впливатимуть на співвідношення між рядками та інтервалами. Відповідно до теорії лінії передачі, характеристичний опір пропорційний відношенню ширини лінії до простору. Коли товщина матеріалу змінюється, щоб підтримувати стабільність характеристичного імпедансу, необхідно відповідно регулювати співвідношення ширини лінії та міжрядкового інтервалу. Наприклад, коли товщина матеріалу зменшується, щоб зберегти характеристичний імпеданс постійним, ширину лінії потрібно відповідно зменшити, а міжрядковий інтервал слід відповідно зменшити, щоб зберегти співвідношення ширини лінії до простору незмінним.
4. Толерантність гальванічної міді також є фактором, що впливає на контроль імпедансу гнучкої жорсткої плати:
Мідь із гальванічним покриттям є широко використовуваним провідним шаром у жорстко-гнучких платах, і зміни її товщини та допуску безпосередньо впливатимуть на характеристичний опір плати.
Нижче наведено вплив допуску гальванічного покриття міддю на контроль імпедансу гнучких жорстких плат:
Допуск гальванічної товщини міді:Товщина гальванічної міді є одним із ключових факторів, що впливають на імпеданс жорсткої гнучкої плати. Якщо допуск на товщину міді з гальванічним покриттям занадто великий, товщина провідного шару на пластині зміниться, що вплине на характеристичний опір пластини. Тому при виготовленні гнучких жорстких плат необхідно суворо контролювати допуск товщини гальванічної міді, щоб забезпечити стабільність характеристичного опору.
Рівномірність гальванічного покриття міді:Крім допуску по товщині, рівномірність гальванічного покриття міді також впливає на контроль опору жорстких гнучких плат. Якщо є нерівномірний розподіл шару гальванічної міді на платі, що призводить до різної товщини гальванічної міді на різних ділянках плати, характеристичний опір також зміниться. Тому необхідно забезпечити однорідність гальванічної міді, щоб забезпечити постійність характеристичного опору при виготовленні м’яких і жорстких плат.
5. Толерантність до травлення також є важливим фактором, що впливає на контроль імпедансу жорстко-гнучких плат:
Допуск травлення означає відхилення товщини пластини, яке можна контролювати, коли травлення виконується в процесі виготовлення гнучких твердих плит.
Нижче наведено вплив допусків травлення на контроль імпедансу жорстко-гнучких плат:
Узгодження імпедансу жорсткої гнучкої плати: у процесі виробництва жорсткої гнучкої плати травлення зазвичай використовується для контролю значення характеристичного опору. За допомогою травлення ширину провідного шару можна регулювати для досягнення значення імпедансу, необхідного для конструкції. Однак під час процесу травлення, оскільки швидкість травлення травильного розчину на пластині може мати певний допуск, можуть бути відхилення в ширині провідного шару після травлення, що впливає на точний контроль характеристичного імпедансу.
Узгодженість характеристичного опору:Допуски на травлення також можуть призвести до відмінностей у товщині провідного шару в різних областях, що призведе до непослідовного характеристичного опору. Неузгодженість характеристичного імпедансу може вплинути на продуктивність передачі сигналу, що особливо важливо у високошвидкісному зв'язку або високочастотних додатках.
Контроль імпедансу є важливим аспектом розробки та виготовлення друкованої плати Flex Rigid-Flex.Досягнення точних і послідовних значень імпедансу має вирішальне значення для надійної передачі сигналу та загальної продуктивності електронних пристроїв.Таким чином, приділяючи особливу увагу вибору підкладки, геометрії траси, контрольованій товщині діелектрика, допуску міднення та допуску до травлення, розробники та виробники друкованих плат можуть успішно постачати надійні, високоякісні жорсткі гнучкі плати, які відповідають суворим вимогам галузі. 15 років обміну галузевим досвідом, я сподіваюся, що Кепел може надати вам корисну допомогу. Щоб отримати додаткові запитання щодо друкованих плат, зверніться безпосередньо до нас, професійна команда експертів із друкованих плат Capel відповість вам онлайн.
Час публікації: 22 серпня 2023 р
Назад
