Coincidencia de impedancia: ¿Distancia H al preimpregnado o al núcleo?

Tengo una duda sobre algo:

Considerando un PCB de 4 capas donde la configuración es la siguiente: Toplayer / Prepreg / Ground Layer / Core / Power Layer / Prepreg/ Bottom Layer

¿Entiendo bien que al realizar el ajuste de impedancia y el cálculo de la tira de ancho en una microtira en la capa superior (por ejemplo, para una tira de antena), el cálculo de W debe realizarse utilizando la constante dieléctrica del preimpregnado y H del preimpregnado justo debajo de la capa superior ?

Cuando le pregunto a nuestro proveedor cuál es el material utilizado para el preimpregnado y su constante dieléctrica relacionada, parece estar confundido: una vez dice FR4 y envía la hoja de datos, otra vez dice 2116 pero parece incapaz de dar la hoja de datos (por lo tanto, no tengo constante dieléctrica disponible y cálculo del espesor del preimpregnado).

Respuestas (2)

La altura es la distancia entre la traza y el plano de tierra.

Si tiene una señal en la capa superior y un plano de tierra después de la capa de preimpregnado, será el grosor de la capa de preimpregnado.

Si la señal está en un lado del núcleo y el plano de tierra en el otro lado del núcleo, entonces sería el grosor del núcleo.

Si tiene una señal en una capa y luego el plano de tierra a dos capas de distancia (por ejemplo, Sig|prepreg|core|plane), entonces será el grosor combinado de ambos.

Como nota al margen, 2116 es un material preimpregnado FR4. Según la diapositiva 6 de esta presentación , tiene una constante dieléctrica de aproximadamente 3,6-3,8, aunque parece variar según el número de capas. Para dos capas, la siguiente diapositiva muestra que sube a alrededor de 3.9-4.3, que es casi lo mismo que un núcleo FR4.

Eché un vistazo rápido y varias empresas de PCB que encontré usan dos capas de 2116 para construir el grosor requerido. Así que probablemente puedas trabajar en la teoría de que es similar al núcleo FR4. Sin embargo, en la práctica, si la impedancia es tan crítica, haría piezas de prueba para medir y caracterizar la impedancia.

en caso de que haya dos capas de 2116, supongo que simplemente tomamos la constante dieléctrica y sumamos el espesor. No existe una fórmula especial para aplicar para calcular el equivalente dieléctrico de dos 2116 que se apilan.
@chris, deberían decirle el grosor de la capa de preimpregnado, en cuyo caso solo use ese valor, ya que especificarán el grosor final (si son dos hojas, le dirán el grosor combinado)
El grosor está bien, el problema es la constante dieléctrica.
No importa cuántas capas, una, dos o cinco, se apilan, esto solo define el grosor total. La constante dieléctrica es una propiedad del material y será la misma sin importar cuántas capas se usen para hacer la H especificada.
@AliChen Teóricamente, sí, pero vea la presentación vinculada de Wurth Elektronik. En el caso del preimpregnado, bien puede marcar la diferencia, ya que el Er depende de la relación vidrio/epoxi. Poner una capa de preimpregnado sobre una capa de cobre estampado podría dar como resultado una proporción diferente (ya que el epoxi se exprime para llenar los espacios) en comparación con el material adherido a otra capa de sí mismo. El tejido del FR4 y cómo se alinea con dos capas frente a una también puede causar una diferencia.
Esto es sacar liendres. El fabricante debe caracterizar su tecnología para EFECTIVO Er para cada producto ofrecido (cada grosor de prepeg) y comunicar este número (y rango) a los clientes. No podría importarme mucho su proporción de vidrio / epoxi, necesito una cierta impedancia de traza. Más, no confiaría en NOSOTROS, descubrí que sus receptáculos USB3.0 (montaje en superficie) son los peores en igualar la impedancia del conector a la PCB. Yo estaba muy decepcionado.
@AliChen, ¿cómo considera el valor Er si su señal está en la capa superior pero su plano de tierra está en el tercero a continuación (lo que significa que entre la capa y el lugar del suelo hay 2116 capas de preimpregnado pero también FR4, que no t tienen mismo Er)?
Los modelos de ingeniería para microstrips asumen algún Er efectivo en el medio espacio inferior, por lo que la mezcla precisa no importa. De hecho, el campo electromagnético alrededor de cualquier rastro de PCB de la capa superior se propaga la mitad en el sustrato de PCB y la otra mitad al aire libre. Entonces el Er efectivo es más pequeño. Es por eso que la propagación de la señal en una microstrip es un 15-20% más rápida que a lo largo de una traza similar en capas internas (stripline).

Si su fabricante no puede responder a la pregunta sobre la constante dieléctrica de su material, o incluso cuando llega al punto de preguntar esto (ya que debe estar publicado en las especificaciones de fabricación), debe cambiar su proveedor. El proveedor normal publicaría todos estos parámetros por adelantado, porque los diseñadores necesitan esta información de entrada para diseñar trazas adecuadas.

Además, un fabricante normal le pediría que especifique si el diseño necesita impedancia controlada o no. En caso afirmativo, un fabricante normal corregirá sus Gerbers: aumentará el ancho de su trazo en una muesca para compensar su sobregrabado específico (que es específico de su proceso).

Aún así, es muy recomendable agregar cupones de prueba de transmisión a su tablero, tal vez varios ligeramente diferentes, y medir la impedancia resultante, éter para corregir los rastros en el próximo giro del tablero, o usar la información de impedancia para ajustar los valores de impedancia del controlador si es compatible con silicio. en uso.

esto es exactamente lo que estaba pensando con respecto al fabricante. Gracias por confirmar.
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