Контроль импеданса: Как указать ваши требования производителям печатных плат

Тот момент, когда вы переводите плату в производство, может быть напряженным, особенно для новых проектов. Чтобы убедиться, что ваш дизайн может быть надежно произведен, вам нужно убедиться, что вы передаете производителю и сборщику полный комплект требований. Одним из важных пунктов, который необходимо четко указать перед производством печатных плат, являются целевые значения контроля импеданса. Это помогает избежать путаницы и ускоряет процесс проверки дизайна.

Как сообщить производителям печатных плат ваши требования к импедансу

Как и многие вопросы, которые возникают при проектировании печатных плат, ответ: это зависит. Обычно ответ «да», но если вы заранее хорошо подготовитесь, производителю не придется прилагать много усилий для проверки ваших расчетов импеданса.

Всем производителям необходимо выполнить некоторый уровень предварительной инженерной подготовки, чтобы запустить вашу плату в производство. Часть этой работы будет связана с проверкой возможности изготовления вашего стека слоев с использованием их материалов, что неизбежно влияет на импеданс. Некоторые вопросы, о которых вам, возможно, стоит подумать:

• Вы запрашиваете ли какие-либо услуги по дизайну у вашего производителя?
• Требуется ли производителю проводить какие-либо испытания или измерения импеданса?
• Какие материалы имеются у них на складе или через партнеров, и подойдут ли они для вашего дизайна?

Иногда вам потребуется указать импеданс в зависимости от уровня обслуживания, который вы ожидаете от вашего производителя. Самые дешевые производители, вероятно, даже не спросят вас об импедансе, они просто изготовят то, что вы им дадите, с минимальным рассмотрением. В некоторых случаях, когда дизайн был достаточно квалифицирован и протестирован, производителю может потребоваться провести быстрый обзор дизайна перед тем, как отправить плату в производство. Однако им все равно может потребоваться проверить ваш импеданс по их таблицам стека и доступным запасам материалов, чтобы убедиться, что они могут достичь вашей целевой величины импеданса. На самом высоком уровне обслуживания ваш производитель разрабатывает для вас стек, и скажет вам, какой ширины должны быть дорожки, чтобы достичь желаемого импеданса.

Если вы определили, что вам нужно указать требования к контролю импеданса для производителя печатных плат, существует несколько приемлемых способов сделать это.

Предоставьте Вашему Производителю Таблицу Стека

Если вы создали полную таблицу стека, то вы можете включить вашу спецификацию контроля импеданса в виде примечания для вашего производителя печатных плат. Обычно вы захотите включить следующую информацию:

1. Ширина дорожки, которую вы определили для требуемого одиночного импеданса
2. Повторите пункт #1 для дифференциального импеданса
3. Повторите пункты #1 и #2 для каждого слоя
4. Укажите эти значения для каждой геометрии линии передачи на каждом слое (сопланарная против микрополосковой/полосковой)

Важно четко указать эти моменты, поскольку на разных слоях могут присутствовать различные геометрии дорожек, и они также могут иметь разные значения импеданса. Важно быть полным и ясным в ваших заметках по изготовлению печатных плат. Определение всех необходимых ширин дорожек для достижения целевых значений импеданса является одной из основных частей предварительной инженерии, которую обычно должны выполнять конструкторы. Использование правильного калькулятора стека с интегрированным решателем поля облегчает эту задачу.

Если вы разрабатываете таблицу стека для вашей платы, обязательно добавьте примечание о необходимой ширине дорожки для достижения целевого импеданса, как показано выше. Изображение выше является примером, где толщина препрега между слоями 1-2 и между 3-4 не определена; ламинат и толщина будут определены производителем во время рассмотрения дизайна. Не все производители сделают это за вас, поэтому вам следует связаться с производителем, который может поддержать желаемый стек слоев и ширину дорожек, чтобы гарантировать достижение целевых значений импеданса.

Если вы начали свой проект правильно и сначала поговорили с вашим производителем, они предоставят вам таблицу стека, которая указывает необходимую ширину дорожек для заданного импеданса. Предполагая, что они одобрят необходимые вам материалы или они имеют в наличии подходящий заменитель, они вернут стек, который рассчитан на соответствие вашим требованиям к импедансу с указанными ширинами дорожек и расстояниями (для дифференциальных пар). Когда вы создаете свою таблицу стека в чертежах изготовления, следуйте исходному стеку производителя и включите спецификацию импеданса в виде примечания рядом с таблицей стека.

Укажите Импеданс в Ваших Производственных Примечаниях

Вот что часто делают конструкторы, когда им важно только согласование импеданса, но они не проектируют плату, исходя из запасов материалов своего производителя. Ламинаты класса FR4 и другие материалы могут быть заменены друг на друга, но это может потребовать изменений ширины дорожек в вашем дизайне, чтобы достичь целей по импедансу. Обычно конструктор выбирает материал, который соответствует определенному слэш-листу, и который, вероятно, обладает определенным тепловым свойством, которое их интересует. Затем они используют эту диэлектрическую постоянную для определения необходимой ширины дорожки для конкретного импеданса.

Импеданс затем указывается с помощью примечания на чертеже изготовления печатной платы.

ТРЕБОВАНИЯ К ИМПЕДАНСУ:
1. ТРЕБУЕТСЯ ИМПЕДАНС ??? ОМ ДЛЯ ДОРОЖЕК ШИРИНОЙ X.XXX МИЛ НА СЛОЯХ X, Y, Z.
2. ТРЕБУЕТСЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ИМПЕДАНС ??? ОМ НА ДОРОЖКАХ ШИРИНОЙ X.XXX МИЛ / РАССТОЯНИЕМ X.XXX МИЛ МЕЖДУ ДОРОЖКАМИ НА СЛОЯХ X, Y, Z.

Это приемлемо, пока вы знаете, что ваш производитель может заменить альтернативные материалы, которые обеспечат достижение импеданса на каждом слое в соответствии с вашими целями. Это еще одна причина рано обсудить детали с вашим производителем; спросите их о стандартных стеках и правилах проектирования, и вы избежите необходимости в изменениях дизайна позже.

Создайте таблицу импедансов

Один из вариантов - разместить небольшую таблицу в вашем чертеже изготовления, которая будет содержать сводку всех требований к импедансу на каждом слое. Опять же, вы указываете только одно значение ширины и импеданса на этом конкретном слое. Это либо импеданс, который вы определили с помощью калькулятора стека, либо целевой импеданс, который должен достичь изготовитель в вашем дизайне. Ниже показан простой (цветной) таблица импедансов, которую вы можете разместить в своих производственных заметках.

Включите это в ТЗ

Малые производственные партии с услугами быстрого прототипирования почти никогда не требуют техническое задание (ТЗ). Обычно вы просто отправляете свои проектные данные через онлайн-портал или по электронной почте, они делают расчет, и запускают в производство, если проект проходит некоторые базовые проверки на соответствие требованиям производства. Большие заказы потребуют от вас (заказчика) предоставления технического задания, и производственное предприятие добавит свой список задач и требований для вашего утверждения перед началом производства.

Когда вы начинаете общение с производителем печатных плат, не помешает составить ТЗ или список требований, который включает ваши требования к импедансу, чтобы убедиться, что они вас понимают. Если вы запросили комплексный обзор дизайна, они проверят вашу структуру и трассировку, чтобы убедиться, что вы соответствуете спецификации в вашем ТЗ.

Что еще вам нужно указать?

Требования к импедансу - не единственный пункт, который вам нужно указать в дизайне, но это один из важных пунктов для современных печатных плат. Помимо интерфейсов цифровой связи с низкой скоростью, вам нужно будет спроектировать с учетом спецификации импеданса и четко это обозначить. Есть и другие важные пункты, которые нужно указать в вашем дизайне:

• Размеры шелкографии
• Покрытие платы
• Единицы измерения размеров платы
• Общая толщина платы
• Желаемый вес окончательного медного покрытия
• Допуски на размеры платы
• Требование соответствия RoHS
• Требование к разделению панелей
• Уровень спецификации производительности IPC 6012

Чтобы подготовиться к производству печатных плат и обеспечить соответствие требованиям по контролю импеданса, используйте инструмент Draftsman в Altium Designer®. Когда вы закончите проектирование и захотите отправить файлы вашему производителю, платформа Altium 365™ позволяет легко сотрудничать и делиться вашими проектами.

Мы только начали знакомиться с возможностями Altium Designer на Altium 365. Начните вашу бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 сегодня.