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FPC精密電路關(guān)鍵技術(shù)對電路板阻抗的影響

文章來源:責任編輯作者:王燦 查看手機網(wǎng)址
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人氣:7163發(fā)布日期:2015-12-22 09:28【

  IT行業(yè)發(fā)展日新月異,電子產(chǎn)品快速輕薄短小化,印制電路板也面臨著高精度、高密度、細線化的挑戰(zhàn)。剛性線路板(PCB)的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常的成熟,但柔性線路板(FPC)仍處于起步階段,除了在PCB技術(shù)比較先進的美國、日本、韓國等國已經(jīng)進行投產(chǎn)外,很多國家對該技術(shù)還比較陌生,我國的FPC技術(shù)還處于照抄照搬階段,自主研發(fā)的能力不強。FPC被廣泛的應用于IC封裝,計算機及其周邊設備,消費類電子產(chǎn)品、航空航天、軍事等各個領(lǐng)域。

fpc

  隨著FPC的技術(shù)發(fā)展,特別是在3G通訊及計算機技術(shù)的持續(xù)推動下,電路訊號傳輸向高頻(射頻)類、高速(邏輯)類發(fā)展的需求量猛增,整個系統(tǒng)的信號傳輸完整、可靠、精確、無干擾、低噪音的保證性要求提高,這就要求電路性能必須能夠使信號在傳輸過程中不發(fā)生反射現(xiàn)象、信號保持完整、降低傳輸損耗、阻抗良好匹配。且當訊號線長度越長,訊號線傳輸?shù)男盘栴l率越高,驅(qū)動端、訊號線與接收端的阻抗匹配需求和信號完整性(SI)要求就越強烈,而特性阻抗是解決信號完整性問題的核心所在。

  特性阻抗的直接影響因素有:板材的介電常數(shù)(Er)、訊號線線寬(W)、訊號線間距(S)、訊號線線厚(T)、介質(zhì)厚度(H)、阻焊層厚度(H1)等,各種影響因素的貢獻度并不是一成不變的,過程控制建議針對不同的特性阻抗板抓住重點控制因子。所以,通過控制電路板的制造工藝來控制線路的W、T、H及使用不同的PCB基材,就能有效控制電路板的特性阻抗,為信號的完整性提供有利的保障。

高精度特性阻抗板的工程設計

  特性阻抗理論設計主要有三種途徑:通過理論公式計算、通過模擬仿真評估、通過專業(yè)軟件分析;第一種方式控制精度不高;第二種方法速度慢,但在特殊情形下很有效;第三種方法運作速度快且分析精度高。

  但眾所周知,其實在任何多層PCB疊層結(jié)構(gòu)中,訊號線周圍的電介質(zhì)在一定程度上來講均是各向異性的,通常玻纖的相對介電常數(shù)(Er)在6.0左右、樹脂的Er在3.1左右,各類core及PP的Er在4.2左右,要求特征阻抗值為50W±10%,本次設計選用行業(yè)中制造阻抗板12/25/12軟板制作,再通過Polar-Si9000來模擬得出所需要的線寬,線寬設計為52mm。特征阻抗當頻率超過1GB時隨著頻率的增加而衰減明顯。

基板精細線路制作關(guān)鍵工藝研究

  圖形轉(zhuǎn)移工藝是將所需要的電路圖形制成掩膜(或照相底版),然后通過曝光將掩膜上的電路圖形轉(zhuǎn)移到涂覆有感光抗蝕層的覆銅板上,最后通過顯影工藝制成所需要的電路圖形。圖形轉(zhuǎn)移工藝的具體工藝流程如下:

  光致抗蝕劑的選擇→涂覆抗蝕層→曝光→顯影

  目前,測試印制電路板特性阻抗最常用的儀器是TDR(時域反射計)。TDR使用階躍信號發(fā)生儀和示波器,在被測的傳輸線上發(fā)送一個快速的上升沿,在特定的點上用示波器觀察反射電壓波形。TDR允許測量阻抗隨線路的長度而改變,用一個上升時間很快的脈沖來模擬高速邏輯功能方面的測試。利用阻抗不連續(xù)產(chǎn)生的反射的電壓來表示出阻抗的變化,并利用反射電壓來計算出整個線路上面的特性阻抗。當傳輸線上存在寄生電容、電感(如過孔、線寬變化、近距離鋪銅等)時,在TDR曲線上可以反映出寄生參數(shù)引起的阻抗不連續(xù)(阻抗值降低、升高),為提高特性阻抗測試精度,必須減少TDR測試誤差源。而TDR儀器的階越脈沖上升時間是影響其分辨率的最關(guān)鍵因素。TDR的上升沿時間越短,其分辨率就越高。

  特性阻抗的直接影響因素有:板材的介電常數(shù)(Er)、訊號線線寬(W)、訊號線間距(S)、訊號線線厚(T)、介質(zhì)厚度(H)、阻焊層厚度(H1)等,各種影響因素的貢獻度并不是一成不變的,過程控制建議針對不同的特性阻抗板抓住重點控制因子。在其它條件不變時,精確控制電路板的制造工藝來控制線路的W,就能有效控制電路板的特性阻抗,同時屏蔽膜的覆蓋為信號的完整性提供有利的保障。

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