I dagens konkurrensutsatta elektronikindustri finns det ett växande behov av innovativa, effektiva kretskort (PCB). I takt med att industrin växer ökar också behovet av PCB som tål olika miljöförhållanden och uppfyller kraven för komplexa elektroniska enheter. Det är här begreppet flex rigid-flex PCB kommer in i bilden.
Rigid-flex skivor erbjuder en unik kombination av styva och flexibla material, vilket gör dem idealiska för applikationer som kräver hållbarhet och flexibilitet. Dessa kort finns vanligtvis i medicinsk utrustning, flygsystem och andra högtillförlitliga applikationer.
Impedanskontroll är en nyckelaspekt som i hög grad påverkar prestandan hos rigid-flex-brädor. Impedans är det motstånd en krets ger mot växelströmsflödet (AC). Korrekt impedanskontroll är avgörande eftersom det säkerställer tillförlitlig signalöverföring och minimerar effektförlust.
I den här bloggen kommer Capel att utforska fem faktorer som avsevärt kan påverka impedanskontrollen av rigid-flex-kort. Att förstå dessa faktorer är avgörande för att PCB-designers och -tillverkare ska kunna leverera högkvalitativa produkter som uppfyller kraven i dagens teknikdrivna värld.
1. Olika substrat kommer att påverka impedansvärdet:
För Flex Rigid-Flex PCB har skillnaden i basmaterialet en inverkan på impedansvärdet. I rigid-flex-kort har det flexibla substratet och det styva substratet vanligtvis olika dielektriska konstanter och konduktivitet, vilket kommer att orsaka impedansproblem vid gränssnittet mellan de två substraten.
Specifikt har flexibla substrat en högre dielektricitetskonstant och lägre elektrisk ledningsförmåga, medan hårda substrat har en lägre dielektrisk konstant och högre elektrisk ledningsförmåga. När signalen fortplantar sig i det stela-flexibla kretskortet kommer det att finnas reflektion och transmission vid gränssnittet för det stela-flexibla PCB-substratet. Dessa reflektions- och överföringsfenomen gör att impedansen hos signalen ändras, det vill säga impedansmissanpassning.
För att bättre kontrollera impedansen hos det flex-styva kretskortet kan följande metoder användas:
Val av underlag:välj en kombination av styva flexkretssubstrat så att deras dielektricitetskonstant och konduktivitet är så nära som möjligt för att minska problemet med impedansfelanpassning;
Gränssnittsbehandling:specialbehandling för gränssnittet mellan PCB-styva flexibla substrat, såsom användning av ett speciellt gränssnittsskikt eller laminerad film, för att förbättra impedansmatchningen i viss utsträckning;
Tryckkontroll:I tillverkningsprocessen av styva flexibla kretskort kontrolleras parametrar som temperatur, tryck och tid strikt för att säkerställa god bindning av styva flexibla kretskortssubstrat och minska impedansförändringar;
Simulering och felsökning:Genom simulering och analys av signalutbredningen i det stela flexibla kretskortet, ta reda på problemet med impedansmissanpassning och gör motsvarande justeringar och optimeringar.
2. Linjebreddsavståndet är en viktig faktor som påverkar impedanskontrollen:
I rigid-flex-kortet är linjebreddsavståndet en av de viktiga faktorerna som påverkar impedanskontrollen. Linjebredden (dvs. ledningens bredd) och linjeavståndet (dvs. avståndet mellan intilliggande ledningar) bestämmer strömvägens geometri, vilket i sin tur påverkar signalens överföringsegenskaper och impedansvärde.
Följande är inverkan av linjebreddsavståndet på impedanskontrollen för det stela flexkortet:
Grundläggande impedans:Linjeavstånd är avgörande för att styra grundimpedansen (dvs. den karakteristiska impedansen för mikrostriplinjer, koaxialkablar, etc.). Enligt transmissionsledningsteorin bestämmer faktorer som linjebredd, linjeavstånd och substrattjocklek tillsammans den karakteristiska impedansen för en transmissionsledning. När linjebreddsavståndet ändras kommer det att leda till en förändring av den karakteristiska impedansen, vilket påverkar signalens överföringseffekt.
Impedansmatchning:Impedansmatchning krävs ofta i rigid-flex-kort för att säkerställa den bästa överföringen av signaler genom hela kretsen. Impedansmatchning behöver vanligtvis justera linjebreddsavståndet för att uppnå. Till exempel, i en mikrostripledning, kan den karakteristiska impedansen för transmissionsledningen anpassas till den impedans som krävs av systemet genom att justera ledarnas bredd och avståndet mellan intilliggande ledare.
Överhörning och förlust:Radavstånd har också en viktig inverkan på kontrollen av överhörning och förlust. När linjebreddsavståndet är litet förstärks den elektriska fältkopplingseffekten mellan intilliggande ledningar, vilket kan leda till en ökning av överhörning. Dessutom resulterar mindre trådbredder och större trådavstånd i mer koncentrerad strömfördelning, vilket ökar trådmotståndet och förlusten.
3. Tjockleken på materialet är också en viktig faktor som påverkar impedanskontrollen av den stela flexplattan:
Variationer i materialtjocklek påverkar direkt transmissionsledningens karakteristiska impedans.
Följande är effekten av materialtjocklek på impedanskontrollen av rigid-flex boards:
Transmissionslinjekarakteristisk impedans:Den karakteristiska impedansen för en transmissionsledning hänvisar till det proportionella förhållandet mellan strömmen och spänningen på transmissionsledningen vid en specifik frekvens. I den stela flexibla skivan kommer tjockleken på materialet att påverka värdet på den karakteristiska impedansen för transmissionsledningen. Generellt sett kommer den karakteristiska impedansen att öka när materialtjockleken blir tunnare; och när materialtjockleken blir tjockare kommer den karakteristiska impedansen att minska. När man utformar ett styvt flexkort är det därför nödvändigt att välja en lämplig materialtjocklek för att uppnå den erforderliga karakteristiska impedansen enligt systemkrav och signalöverföringsegenskaper.
Linje-till-utrymme-förhållande:Variationer i materialtjocklek kommer också att påverka förhållandet mellan linje och avstånd. Enligt transmissionsledningsteorin är den karakteristiska impedansen proportionell mot förhållandet mellan linjebredd och rymd. När materialtjockleken ändras, för att bibehålla stabiliteten hos den karakteristiska impedansen, är det nödvändigt att justera förhållandet mellan linjebredd och linjeavstånd i enlighet därmed. Till exempel, när materialtjockleken minskas, för att hålla den karakteristiska impedansen konstant, måste linjebredden minskas i enlighet därmed, och linjeavståndet bör minskas på motsvarande sätt för att hålla förhållandet mellan linjebredd och utrymme oförändrat.
4. Toleransen för elektropläterad koppar är också en faktor som påverkar impedanskontrollen av det flexibla stela kortet:
Elektropläterad koppar är ett vanligt förekommande ledande skikt i rigid-flex-skivor, och förändringar i dess tjocklek och tolerans kommer direkt att påverka kortets karakteristiska impedans.
Följande är inverkan av galvanisk koppartolerans på impedanskontrollen av flexibla styva skivor:
Tjocklekstolerans för elektropläterad koppar:Tjockleken på elektropläterad koppar är en av nyckelfaktorerna som påverkar impedansen hos den stela flex-skivan. Om tjocklekstoleransen för elektropläterad koppar är för stor kommer tjockleken på det ledande lagret på plattan att förändras, vilket påverkar plattans karakteristiska impedans. Därför, vid tillverkning av flexibla styva skivor, är det nödvändigt att strikt kontrollera tjocklekstoleransen för elektropläterad koppar för att säkerställa stabiliteten hos karakteristisk impedans.
Likhet för galvanisering av koppar:Förutom tjocklekstolerans påverkar likformigheten hos galvanisering av koppar även impedanskontrollen av styv-flex-skivor. Om det finns en ojämn fördelning av det elektropläterade kopparskiktet på kortet, vilket resulterar i olika tjocklekar på den elektropläterade kopparn på olika områden av kortet, kommer den karakteristiska impedansen också att ändras. Därför är det nödvändigt att säkerställa enhetligheten hos elektropläterad koppar för att säkerställa konsistensen av karakteristisk impedans vid tillverkning av mjuka och styva skivor.
5. Etsningstolerans är också en viktig faktor som påverkar impedanskontrollen av rigid-flex boards:
Etsningstolerans hänvisar till avvikelsen av tjockleken på plattan som kan kontrolleras när etsning utförs i processen för tillverkning av flexibla styva skivor.
Följande är effekterna av etsningstoleranser på impedanskontrollen av rigid-flex-kort:
Impedansmatchning av rigid-flex-kort: I tillverkningsprocessen för rigid-flex-kort används etsning vanligtvis för att kontrollera det karakteristiska impedansvärdet. Genom etsning kan det ledande lagrets bredd justeras för att uppnå det impedansvärde som krävs av konstruktionen. Men under etsningsprocessen, eftersom etsningshastigheten för etslösningen på plattan kan ha en viss tolerans, kan det förekomma avvikelser i det ledande lagrets bredd efter etsning, vilket påverkar den exakta kontrollen av den karakteristiska impedansen.
Konsistens i karakteristisk impedans:Etsningstoleranser kan också leda till skillnader i tjockleken på det ledande lagret i olika regioner, vilket resulterar i inkonsekvent karakteristisk impedans. Inkonsekvensen av den karakteristiska impedansen kan påverka signalens överföringsprestanda, vilket är särskilt viktigt i höghastighetskommunikation eller högfrekvensapplikationer.
Impedanskontroll är en viktig aspekt av Flex Rigid-Flex PCB design och tillverkning.Att uppnå exakta och konsekventa impedansvärden är avgörande för tillförlitlig signalöverföring och den övergripande prestandan hos elektroniska enheter.Så genom att ägna stor uppmärksamhet åt val av substrat, spårgeometri, kontrollerad dielektrisk tjocklek, kopparpläteringstoleranser och etsningstoleranser, kan PCB-designers och -tillverkare framgångsrikt leverera robusta, högkvalitativa rigid-flex-kort som uppfyller branschens stränga krav. 15 år Jag hoppas att Capel kan ge dig användbar hjälp. För fler kretskortsfrågor, vänligen kontakta oss direkt, Capels professionella kretskortsexpertteam kommer att svara dig online.
Posttid: 2023-august
Tillbaka
