Sa mapagkumpitensyang industriya ng electronics ngayon, lumalaki ang pangangailangan para sa mga makabago, mahusay na printed circuit boards (PCBs). Habang lumalaki ang industriya, lumalaki din ang pangangailangan para sa mga PCB na makatiis sa iba't ibang kondisyon sa kapaligiran at nakakatugon sa mga kinakailangan ng mga kumplikadong elektronikong aparato. Dito pumapasok ang konsepto ng flex rigid-flex PCB.
Ang mga rigid-flex board ay nag-aalok ng kakaibang kumbinasyon ng mga matibay at nababaluktot na materyales, na ginagawa itong perpekto para sa mga application na nangangailangan ng tibay at flexibility. Ang mga board na ito ay karaniwang matatagpuan sa mga medikal na kagamitan, mga sistema ng aerospace, at iba pang mga application na mataas ang pagiging maaasahan.
Ang kontrol ng impedance ay isang pangunahing aspeto na lubos na nakakaapekto sa pagganap ng mga rigid-flex board. Ang impedance ay ang paglaban na ibinibigay ng isang circuit sa daloy ng alternating current (AC). Ang wastong kontrol ng impedance ay kritikal dahil tinitiyak nito ang maaasahang paghahatid ng signal at pinapaliit ang pagkawala ng kuryente.
Sa blog na ito, tutuklasin ni Capel ang limang salik na maaaring makaapekto nang malaki sa kontrol ng impedance ng mga rigid-flex board. Ang pag-unawa sa mga salik na ito ay mahalaga para sa mga taga-disenyo at tagagawa ng PCB na makapaghatid ng mga de-kalidad na produkto na nakakatugon sa mga hinihingi ng mundong hinihimok ng teknolohiya ngayon.
1. Ang iba't ibang substrate ay makakaapekto sa halaga ng impedance:
Para sa Flex Rigid-Flex PCB, ang pagkakaiba sa base na materyal ay may epekto sa halaga ng impedance. Sa rigid-flex boards, ang flexible substrate at ang rigid substrate ay karaniwang may magkakaibang dielectric constants at conductivity, na magdudulot ng mga problema sa impedance mismatch sa interface sa pagitan ng dalawang substrate.
Sa partikular, ang mga flexible substrate ay may mas mataas na dielectric constant at mas mababang electrical conductivity, habang ang hard substrates ay may mas mababang dielectric constant at mas mataas na electrical conductivity. Kapag lumaganap ang signal sa rigid-flex circuit board, magkakaroon ng reflection at transmission sa interface ng rigid-flexible pcb substrate. Ang mga reflection at transmission phenomena na ito ay nagiging sanhi ng pagbabago ng impedance ng signal, iyon ay, impedance mismatch.
Upang mas mahusay na makontrol ang impedance ng flex-rigid pcb, ang mga sumusunod na pamamaraan ay maaaring gamitin:
Pagpili ng substrate:pumili ng isang kumbinasyon ng matibay na flex circuit substrates upang ang kanilang dielectric constant at conductivity ay mas malapit hangga't maaari upang mabawasan ang problema ng impedance mismatch;
Paggamot sa interface:espesyal na paggamot para sa interface sa pagitan ng pcb rigid flex substrates, tulad ng paggamit ng isang espesyal na interface layer o laminated film, upang mapabuti ang pagtutugma ng impedance sa isang tiyak na lawak;
Pagpindot sa kontrol:Sa proseso ng pagmamanupaktura ng matibay na nababaluktot na pcb, ang mga parameter tulad ng temperatura, presyon at oras ay mahigpit na kinokontrol upang matiyak ang mahusay na pagbubuklod ng mga matibay na flex circuit board substrates at mabawasan ang mga pagbabago sa impedance;
Simulation at debugging:Sa pamamagitan ng simulation at pagsusuri ng pagpapalaganap ng signal sa matibay na nababaluktot na pcb, alamin ang problema ng impedance mismatch, at gumawa ng kaukulang mga pagsasaayos at pag-optimize.
2. Ang espasyo ng lapad ng linya ay isang mahalagang salik na nakakaapekto sa kontrol ng impedance:
Sa rigid-flex board, ang line width spacing ay isa sa mga mahalagang salik na nakakaapekto sa impedance control. Ang lapad ng linya (ibig sabihin ang lapad ng wire) at ang line spacing (ibig sabihin ang distansya sa pagitan ng mga katabing wire) ay tumutukoy sa geometry ng kasalukuyang landas, na kung saan ay nakakaapekto sa mga katangian ng paghahatid at halaga ng impedance ng signal.
Ang sumusunod ay ang impluwensya ng line width spacing sa impedance control ng rigid-flex board:
Pangunahing Impedance:Ang espasyo ng linya ay kritikal para sa pagkontrol sa pangunahing impedance (ibig sabihin, ang katangian ng impedance ng mga linya ng microstrip, mga coaxial cable, atbp.). Ayon sa teorya ng transmission line, ang mga salik tulad ng lapad ng linya, line spacing, at kapal ng substrate ay magkatuwang na tinutukoy ang katangian ng impedance ng isang transmission line. Kapag nagbago ang espasyo ng lapad ng linya, hahantong ito sa pagbabago sa katangian ng impedance, at sa gayon ay maaapektuhan ang epekto ng paghahatid ng signal.
Pagtutugma ng impedance:Ang pagtutugma ng impedance ay kadalasang kinakailangan sa mga rigid-flex board upang matiyak ang pinakamahusay na paghahatid ng mga signal sa buong circuit. Karaniwang kailangang ayusin ng pagtutugma ng impedance ang lapad ng linya upang makamit. Halimbawa, sa isang microstrip line, ang katangian ng impedance ng transmission line ay maaaring itugma sa impedance na kinakailangan ng system sa pamamagitan ng pagsasaayos ng lapad ng mga conductor at ang spacing sa pagitan ng mga katabing conductor.
Crosstalk at Pagkawala:Ang line spacing ay mayroon ding mahalagang epekto sa kontrol ng crosstalk at pagkawala. Kapag maliit ang spacing ng lapad ng linya, ang epekto ng pagkakabit ng electric field sa pagitan ng mga katabing wire ay pinahusay, na maaaring humantong sa pagtaas ng crosstalk. Bilang karagdagan, ang mas maliliit na lapad ng kawad at mas malalaking puwang ng kawad ay nagreresulta sa mas puro kasalukuyang pamamahagi, na nagpapataas ng resistensya at pagkawala ng kawad.
3. Ang kapal ng materyal ay isa ring mahalagang salik na nakakaapekto sa kontrol ng impedance ng rigid-flex board:
Ang mga pagkakaiba-iba sa kapal ng materyal ay direktang nakakaapekto sa katangian ng impedance ng linya ng paghahatid.
Ang sumusunod ay ang epekto ng kapal ng materyal sa impedance control ng rigid-flex boards:
Impedance ng katangian ng linya ng paghahatid:Ang katangian ng impedance ng isang linya ng paghahatid ay tumutukoy sa proporsyonal na relasyon sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa linya ng paghahatid sa isang tiyak na dalas. Sa rigid-flex board, ang kapal ng materyal ay makakaapekto sa halaga ng katangian ng impedance ng transmission line. Sa pangkalahatan, kapag ang kapal ng materyal ay nagiging mas payat, ang katangian ng impedance ay tataas; at kapag ang kapal ng materyal ay nagiging mas makapal, ang katangian ng impedance ay bababa. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng isang rigid-flex board, kinakailangan na pumili ng naaangkop na kapal ng materyal upang makamit ang kinakailangang katangian na impedance ayon sa mga kinakailangan ng system at mga katangian ng paghahatid ng signal.
Line-to-Space Ratio:Ang mga pagkakaiba-iba sa kapal ng materyal ay makakaapekto rin sa line-to-spacing ratio. Ayon sa teorya ng transmission line, ang katangian ng impedance ay proporsyonal sa ratio ng lapad ng linya sa espasyo. Kapag nagbabago ang kapal ng materyal, upang mapanatili ang katatagan ng katangian na impedance, kinakailangan upang ayusin ang ratio ng lapad ng linya at espasyo ng linya nang naaayon. Halimbawa, kapag ang kapal ng materyal ay nabawasan, upang mapanatiling pare-pareho ang katangian ng impedance, ang lapad ng linya ay kailangang bawasan nang naaayon, at ang line spacing ay dapat na katumbas na bawasan upang mapanatili ang lapad ng linya sa ratio ng espasyo na hindi nagbabago.
4. Ang tolerance ng electroplated copper ay isa ring salik na nakakaapekto sa impedance control ng flexible rigid board:
Ang electroplated copper ay isang karaniwang ginagamit na conductive layer sa rigid-flex boards, at ang mga pagbabago sa kapal at tolerance nito ay direktang makakaapekto sa katangian ng impedance ng board.
Ang sumusunod ay ang impluwensya ng electroplating copper tolerance sa impedance control ng flexible rigid boards:
Pagpapahintulot sa kapal ng electroplated na tanso:Ang kapal ng electroplated na tanso ay isa sa mga pangunahing salik na nakakaapekto sa impedance ng rigid-flex board. Kung ang pagpapaubaya ng kapal ng electroplated na tanso ay masyadong malaki, ang kapal ng conductive layer sa plato ay magbabago, sa gayon ay makakaapekto sa katangian ng impedance ng plato. Samakatuwid, kapag gumagawa ng flex rigid boards, kinakailangan na mahigpit na kontrolin ang kapal tolerance ng electroplated tanso upang matiyak ang katatagan ng katangian impedance.
Pagkakapareho ng electroplating tanso:Bilang karagdagan sa pagpapaubaya sa kapal, ang pagkakapareho ng electroplating na tanso ay nakakaapekto rin sa kontrol ng impedance ng mga rigid-flex board. Kung mayroong hindi pantay na pamamahagi ng electroplated copper layer sa board, na nagreresulta sa iba't ibang kapal ng electroplated copper sa iba't ibang lugar ng board, magbabago din ang katangian ng impedance. Samakatuwid, kinakailangan upang matiyak ang pagkakapareho ng electroplated na tanso upang matiyak ang pagkakapare-pareho ng katangian ng impedance kapag gumagawa ng malambot at matibay na mga board.
5. Ang pagpapaubaya sa pag-ukit ay isa ring mahalagang salik na nakakaapekto sa kontrol ng impedance ng mga rigid-flex boards:
Ang pagpapaubaya sa pag-ukit ay tumutukoy sa paglihis ng kapal ng plato na maaaring kontrolin kapag ang pag-ukit ay isinasagawa sa proseso ng paggawa ng nababaluktot na matibay na mga board.
Ang mga sumusunod ay ang mga epekto ng mga pagpapaubaya sa pag-ukit sa kontrol ng impedance ng mga rigid-flex boards:
Pagtutugma ng impedance ng rigid-flex board: Sa proseso ng pagmamanupaktura ng rigid-flex board, karaniwang ginagamit ang pag-ukit upang kontrolin ang katangian na halaga ng impedance. Sa pamamagitan ng pag-ukit, ang lapad ng conductive layer ay maaaring iakma upang makamit ang halaga ng impedance na kinakailangan ng disenyo. Gayunpaman, sa panahon ng proseso ng pag-ukit, dahil ang bilis ng pag-ukit ng solusyon sa pag-ukit sa plato ay maaaring magkaroon ng isang tiyak na pagpapaubaya, maaaring may mga paglihis sa lapad ng conductive layer pagkatapos ng pag-ukit, na nakakaapekto sa tumpak na kontrol ng katangian na impedance.
Pagkakatugma sa katangian na impedance:Ang mga pagpapaubaya sa pag-ukit ay maaari ding humantong sa mga pagkakaiba sa kapal ng conductive layer sa iba't ibang rehiyon, na nagreresulta sa hindi pantay na katangian ng impedance. Ang hindi pagkakapare-pareho ng katangian ng impedance ay maaaring makaapekto sa pagganap ng paghahatid ng signal, na lalong mahalaga sa high-speed na komunikasyon o high-frequency na mga aplikasyon.
Ang kontrol ng impedance ay isang mahalagang aspeto ng disenyo at katha ng Flex Rigid-Flex PCB.Ang pagkamit ng tumpak at pare-parehong mga halaga ng impedance ay kritikal sa maaasahang paghahatid ng signal at sa pangkalahatang pagganap ng mga elektronikong aparato.Kaya't sa pamamagitan ng pagbibigay-pansin sa pagpili ng substrate, trace geometry, kinokontrol na dielectric na kapal, copper plating tolerances, at etch tolerances, ang mga PCB designer at manufacturer ay maaaring matagumpay na makapaghatid ng matatag, mataas na kalidad na rigid-flex board na nakakatugon sa mahigpit na pangangailangan ng industriya. 15 taon ng pagbabahagi ng karanasan sa industriya, umaasa akong maihatid sa iyo ni Capel ang kapaki-pakinabang na tulong. Para sa higit pang mga tanong sa circuit board, mangyaring kumonsulta sa amin nang direkta, sasagutin ka online ng propesyonal na pangkat ng dalubhasa sa circuit board ng Capel.
Oras ng post: Ago-22-2023
Bumalik
