In de huidige competitieve elektronica-industrie is er een groeiende behoefte aan innovatieve, efficiënte printplaten (PCB's). Naarmate de industrie groeit, groeit ook de behoefte aan PCB's die bestand zijn tegen verschillende omgevingsomstandigheden en voldoen aan de eisen van complexe elektronische apparaten. Dit is waar het concept van flex rigid-flex PCB in het spel komt.
Rigid-flex platen bieden een unieke combinatie van stijve en flexibele materialen, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen die duurzaamheid en flexibiliteit vereisen. Deze platen worden vaak aangetroffen in medische apparatuur, ruimtevaartsystemen en andere toepassingen met hoge betrouwbaarheid.
Impedantiecontrole is een belangrijk aspect dat een grote invloed heeft op de prestaties van rigid-flex boards. Impedantie is de weerstand die een circuit biedt aan de wisselstroom (AC). Een goede impedantiecontrole is van cruciaal belang omdat dit een betrouwbare signaaloverdracht garandeert en vermogensverlies minimaliseert.
In deze blog onderzoekt Capel vijf factoren die de impedantiecontrole van rigid-flex boards aanzienlijk kunnen beïnvloeden. Het begrijpen van deze factoren is van cruciaal belang voor PCB-ontwerpers en -fabrikanten om producten van hoge kwaliteit te leveren die voldoen aan de eisen van de hedendaagse technologiegedreven wereld.
1. Verschillende substraten beïnvloeden de impedantiewaarde:
Voor Flex Rigid-Flex PCB heeft het verschil in het basismateriaal wel invloed op de impedantiewaarde. Bij rigid-flex-platen hebben het flexibele substraat en het stijve substraat gewoonlijk verschillende diëlektrische constanten en geleidbaarheid, wat impedantie-mismatch-problemen zal veroorzaken op het grensvlak tussen de twee substraten.
In het bijzonder hebben flexibele substraten een hogere diëlektrische constante en een lagere elektrische geleidbaarheid, terwijl harde substraten een lagere diëlektrische constante en hogere elektrische geleidbaarheid hebben. Wanneer het signaal zich voortplant in de rigide flexibele printplaat, zal er reflectie en transmissie plaatsvinden op het grensvlak van het rigide flexibele printplaatsubstraat. Deze reflectie- en transmissieverschijnselen zorgen ervoor dat de impedantie van het signaal verandert, dat wil zeggen dat de impedantie niet overeenkomt.
Om de impedantie van de flex-rigid print beter te kunnen beheersen, kunnen de volgende methoden worden toegepast:
Substraat selectie:kies een combinatie van stijve flexcircuitsubstraten zodat hun diëlektrische constante en geleidbaarheid zo dicht mogelijk bij elkaar liggen om het probleem van impedantie-mismatch te verminderen;
Interfacebehandeling:speciale behandeling voor het grensvlak tussen stijve flex-pcb-substraten, zoals het gebruik van een speciale grenslaag of gelamineerde film, om de impedantie-aanpassing tot op zekere hoogte te verbeteren;
Bediening indrukken:In het productieproces van stijve flexibele printplaten worden parameters zoals temperatuur, druk en tijd strikt gecontroleerd om een goede hechting van stijve flexibele printplaatsubstraten te garanderen en impedantieveranderingen te verminderen;
Simulatie en foutopsporing:Ontdek door middel van simulatie en analyse van de signaalvoortplanting in de stijve flexibele printplaat het probleem van impedantie-mismatch en voer overeenkomstige aanpassingen en optimalisaties uit.
2. De lijnbreedte-afstand is een belangrijke factor die de impedantiecontrole beïnvloedt:
Bij het rigid-flex bord is de lijnbreedte-afstand een van de belangrijke factoren die de impedantiecontrole beïnvloeden. De lijnbreedte (dwz de breedte van de draad) en de lijnafstand (dwz de afstand tussen aangrenzende draden) bepalen de geometrie van het stroompad, wat op zijn beurt de transmissiekarakteristieken en de impedantiewaarde van het signaal beïnvloedt.
Het volgende is de invloed van de lijnbreedte-afstand op de impedantieregeling van het rigid-flex-bord:
Fundamentele impedantie:De lijnafstand is van cruciaal belang voor het regelen van de fundamentele impedantie (dwz de karakteristieke impedantie van microstriplijnen, coaxkabels, enz.). Volgens de transmissielijntheorie bepalen factoren zoals lijnbreedte, lijnafstand en substraatdikte gezamenlijk de karakteristieke impedantie van een transmissielijn. Wanneer de lijnbreedte-afstand verandert, zal dit leiden tot een verandering in de karakteristieke impedantie, waardoor het transmissie-effect van het signaal wordt beïnvloed.
Impedantie-aanpassing:Impedantie-aanpassing is vaak vereist bij rigid-flex-kaarten om de beste signaaloverdracht door het circuit te garanderen. Impedantie-matching moet meestal de lijnbreedte-afstand aanpassen om dit te bereiken. In een microstriplijn kan de karakteristieke impedantie van de transmissielijn bijvoorbeeld worden aangepast aan de door het systeem vereiste impedantie door de breedte van de geleiders en de afstand tussen aangrenzende geleiders aan te passen.
Overspraak en verlies:De regelafstand heeft ook een belangrijke invloed op de beheersing van overspraak en verlies. Wanneer de lijnbreedteafstand klein is, wordt het elektrische veldkoppelingseffect tussen aangrenzende draden versterkt, wat kan leiden tot een toename van de overspraak. Bovendien resulteren kleinere draadbreedtes en grotere draadafstanden in een meer geconcentreerde stroomverdeling, waardoor de draadweerstand en het verlies toenemen.
3. De dikte van het materiaal is ook een belangrijke factor die de impedantiecontrole van de rigid-flex plaat beïnvloedt:
Variaties in materiaaldikte hebben rechtstreeks invloed op de karakteristieke impedantie van de transmissielijn.
Het volgende is het effect van de materiaaldikte op de impedantiecontrole van rigid-flex platen:
Karakteristieke impedantie van de transmissielijn:De karakteristieke impedantie van een transmissielijn verwijst naar de proportionele relatie tussen de stroom en spanning op de transmissielijn bij een specifieke frequentie. In de rigid-flex plaat zal de dikte van het materiaal de waarde van de karakteristieke impedantie van de transmissielijn beïnvloeden. Over het algemeen zal de karakteristieke impedantie toenemen wanneer de materiaaldikte dunner wordt; en wanneer de materiaaldikte dikker wordt, zal de karakteristieke impedantie afnemen. Daarom is het bij het ontwerpen van een rigid-flex plaat noodzakelijk om een geschikte materiaaldikte te selecteren om de vereiste karakteristieke impedantie te bereiken in overeenstemming met de systeemvereisten en signaaloverdrachtskarakteristieken.
Lijn-ruimteverhouding:Variaties in materiaaldikte hebben ook invloed op de verhouding tussen lijn en afstand. Volgens de transmissielijntheorie is de karakteristieke impedantie evenredig met de verhouding tussen lijnbreedte en ruimte. Wanneer de materiaaldikte verandert, is het, om de stabiliteit van de karakteristieke impedantie te behouden, noodzakelijk om de verhouding tussen lijnbreedte en lijnafstand dienovereenkomstig aan te passen. Wanneer bijvoorbeeld de materiaaldikte wordt verkleind, moet, om de karakteristieke impedantie constant te houden, de lijnbreedte dienovereenkomstig worden verkleind, en moet de lijnafstand dienovereenkomstig worden verkleind om de lijnbreedte-spatieverhouding onveranderd te houden.
4. De tolerantie van gegalvaniseerd koper is ook een factor die de impedantiecontrole van de flexibele stijve plaat beïnvloedt:
Gegalvaniseerd koper is een veelgebruikte geleidende laag in rigid-flex-platen, en veranderingen in de dikte en tolerantie ervan hebben een directe invloed op de karakteristieke impedantie van de plaat.
Het volgende is de invloed van galvanische kopertolerantie op de impedantiecontrole van flexibele stijve platen:
Gegalvaniseerde koperdiktetolerantie:De dikte van gegalvaniseerd koper is een van de belangrijkste factoren die de impedantie van de rigid-flex plaat beïnvloeden. Als de diktetolerantie van gegalvaniseerd koper te groot is, zal de dikte van de geleidende laag op de plaat veranderen, waardoor de karakteristieke impedantie van de plaat wordt beïnvloed. Daarom is het bij het vervaardigen van flexibele, stijve platen noodzakelijk om de diktetolerantie van gegalvaniseerd koper strikt te controleren om de stabiliteit van de karakteristieke impedantie te garanderen.
Uniformiteit van galvaniserend koper:Naast de diktetolerantie heeft de uniformiteit van galvanisch koper ook invloed op de impedantiecontrole van rigid-flex platen. Als er een ongelijkmatige verdeling is van de gegalvaniseerde koperlaag op de plaat, wat resulteert in verschillende diktes van het gegalvaniseerde koper op verschillende delen van de plaat, zal de karakteristieke impedantie ook veranderen. Daarom is het noodzakelijk om de uniformiteit van gegalvaniseerd koper te garanderen om de consistentie van de karakteristieke impedantie te garanderen bij de productie van zachte en stijve platen.
5. Etstolerantie is ook een belangrijke factor die de impedantiecontrole van rigid-flex-platen beïnvloedt:
Etstolerantie verwijst naar de afwijking van de dikte van de plaat die kan worden gecontroleerd wanneer het etsen wordt uitgevoerd tijdens het vervaardigen van flexibele stijve platen.
Hieronder volgen de effecten van etstoleranties op de impedantiecontrole van rigid-flex-platen:
Impedantie-aanpassing van rigid-flex-plaat: Bij het productieproces van rigid-flex-plaat wordt meestal etsen gebruikt om de karakteristieke impedantiewaarde te regelen. Door middel van etsen kan de breedte van de geleidende laag worden aangepast om de door het ontwerp vereiste impedantiewaarde te bereiken. Omdat de etssnelheid van de etsoplossing op de plaat tijdens het etsproces een bepaalde tolerantie kan hebben, kunnen er na het etsen echter afwijkingen in de breedte van de geleidende laag optreden, wat de nauwkeurige controle van de karakteristieke impedantie beïnvloedt.
Consistentie in karakteristieke impedantie:Etstoleranties kunnen ook leiden tot verschillen in de dikte van de geleidende laag in verschillende gebieden, wat resulteert in een inconsistente karakteristieke impedantie. De inconsistentie van de karakteristieke impedantie kan de transmissieprestaties van het signaal beïnvloeden, wat vooral belangrijk is bij hogesnelheidscommunicatie of hoogfrequente toepassingen.
Impedantiecontrole is een belangrijk aspect van het ontwerp en de fabricage van Flex Rigid-Flex PCB's.Het bereiken van nauwkeurige en consistente impedantiewaarden is van cruciaal belang voor een betrouwbare signaaloverdracht en de algehele prestaties van elektronische apparaten.Dus door goed te letten op substraatkeuze, spoorgeometrie, gecontroleerde diëlektrische dikte, toleranties voor koperplaten en etstoleranties, kunnen PCB-ontwerpers en -fabrikanten met succes robuuste, hoogwaardige rigid-flex-platen leveren die voldoen aan de strenge eisen van de industrie. 15 jaar van het delen van branche-ervaringen, hoop ik dat Capel u nuttige hulp kan bieden. Voor meer vragen over printplaten kunt u rechtstreeks contact met ons opnemen. Het professionele printplaatexpertteam van Capel zal u online antwoorden.
Posttijd: 22 augustus 2023
Rug
