1, Ce este o placă de impedanță cu 4 straturi cu grosime de cupru de 1 oz
Semnificația „1oz grosime de cupru”: „oz” este abrevierea engleză pentru uncie. În domeniul pcb, grosimea de cupru de 1 oz se referă la greutatea foliei de cupru fiind de 1 uncie pe metru pătrat de suprafață. Prin conversie, se poate observa că grosimea de 1 oz de cupru este de aproximativ 0,035 mm. Această grosime a foliei de cupru nu numai că asigură o bună conductivitate, dar are și o anumită rezistență mecanică și capacitate de transport de curent, ceea ce o face o specificație de grosime a cupru utilizată în mod obișnuit în pcbdesign. Într-un circuit, un strat mai gros de cupru poate reduce rezistența firului și reduce la minimum pierderea de putere în timpul transmisiei curentului, la fel cum o autostradă largă permite vehiculelor să treacă mai lin, reducând aglomerația și consumul de energie. De exemplu, în unele părți ale circuitului de putere care necesită o capacitate mare de transport de curent, liniile groase de cupru de 1 oz pot satisface mai bine nevoile de transmisie a curenților mari, evitând supraîncălzirea sau chiar arderea liniilor din cauza curentului excesiv.
Analiza structurii „4 straturi”: O placă de impedanță cu 4 straturi are patru straturi conductoare, incluzând în general un strat superior, un strat inferior, un strat de putere și un strat de masă. Straturile de sus și de jos sunt utilizate în principal pentru aranjarea componentelor și montarea pe suprafață, servind drept „ferestre” pentru conectarea dispozitivelor electronice la lumea exterioară. Pe aceste două straturi sunt lipite diverse componente electronice precum cipuri, rezistențe, condensatoare etc. Stratul de putere este responsabil pentru furnizarea de energie stabilă pentru întregul sistem de circuite, la fel ca și rețeaua de alimentare cu energie dintr-un oraș, asigurându-se că toate zonele au suficientă energie electrică. Stratul geologic servește ca un scut și un potențial de referință, ca un pământ solid, oferind o referință stabilă pentru semnalele din circuit, reducând interferența electromagnetică și asigurând stabilitatea transmisiei semnalului. Aceste patru etaje sunt conectate electric prin canale, care sunt ca și cum ar conecta lifturile pe diferite etaje, permițând semnalelor și curenților să circule liber între fiecare etaj, construind un sistem de circuit complet.
Semnificația cheie a „impedanței”: impedanța se referă la efectul obstructiv al unui circuit asupra semnalelor AC, iar potrivirea impedanței este crucială pentru transmisia semnalului de-înaltă frecvență. Într-o placă de impedanță cu 4 straturi, valori specifice de impedanță, cum ar fi 50 Ω și 75 Ω, sunt obținute prin controlul precis al parametrilor precum lățimea circuitului, grosimea cuprului, grosimea stratului dielectric și constanta dielectrică. Când impedanța de ieșire a sursei de semnal se potrivește cu impedanța caracteristică a liniei de transmisie și impedanța de sarcină, semnalul se poate propaga pe linia de transmisie fără reflectare, asigurând astfel integritatea semnalului și evitând probleme precum distorsiunea și atenuarea semnalului. Acesta este ca sunetul care se propagă prin țevi din diferite materiale. Dacă dimensiunea și materialul conductelor nu sunt adecvate, sunetul va produce ecouri și atenuare, în timp ce conductele adecvate (adică liniile de transmisie cu impedanță potrivită) pot permite sunetului să se propage clar și fără a deteriora destinația.
2, puncte cheie ale procesului de fabricație
Alegerea materialului:
Substratul: FR-4 este de obicei folosit ca material de substrat. FR-4 are performanțe bune de izolare electrică, proprietăți mecanice și stabilitate dimensională și poate rezista la anumite schimbări de temperatură, făcându-l potrivit pentru mediul de lucru al majorității dispozitivelor electronice. În scenariile de aplicare de înaltă frecvență, materiale speciale cu constantă dielectrică scăzută și pierderi dielectrice scăzute, cum ar fi materialele Rogers, sunt, de asemenea, utilizate pentru a reduce și mai mult pierderea de transmisie a semnalului și pentru a îmbunătăți acuratețea controlului impedanței.
Folie de cupru: Pentru cerința de o grosime de cupru de 1 oz, o grosime adecvată de folie de cupru este în general selectată pentru laminare în timpul procesului de producție. De exemplu, este posibil să folosiți mai întâi folie de cupru de 1/3 oz sau 1/2 oz și apoi să creșteți grosimea stratului de cupru prin procesele ulterioare de galvanizare pentru a atinge standardul final de grosime de cupru de 1 oz. Acest lucru poate asigura un control precis al lățimii firului în timpul procesului de gravare, îndeplinind în același timp cerințele pentru grosimea suprafeței cuprului, asigurând conductivitatea și fiabilitatea circuitului.
Procesul de producție pe linie:
Formarea circuitelor de înaltă precizie: pentru a îndeplini cerințele de{0}}înaltă precizie ale controlului impedanței, este adoptată tehnologia avansată de imagistică directă cu laser. Această tehnologie poate realiza producția de linii extrem de fine, cu precizia lățimii liniei controlată cu ± 0,01 mm și rugozitatea marginii liniei mai mică de 1 μm. Luând ca exemplu producția unui circuit de impedanță caracteristică de 50 Ω, prin controlul precis al parametrilor cum ar fi lățimea circuitului, distanța și distanța față de stratul de referință, precizia impedanței este asigurată a fi controlată în ± 5%, reducând foarte mult tranzitorii de impedanță în timpul transmisiei semnalului, scăzând reflectarea semnalului și raportul de transmisie a semnalului staționar și asigurând transmisia eficientă a semnalului.
Prelucrare micro prin intermediul: În plăcile cu 4 straturi, un număr mare de găuri interioare trebuie prelucrate pentru a realiza conexiuni de semnal între straturi. Pentru plăcile de impedanță cu 4 straturi groase de cupru de 1 oz, tehnologia de găurire cu laser este adesea folosită pentru a crea micro-vii. Aceste diametre sunt de obicei sub 0,1 mm, cu pereți netezi și fără bavuri, reducând efectiv pierderea de reflexie a semnalelor la via. Galvanizarea prin găuri adoptă un proces de placare cu cupru foarte dispersat pentru a asigura grosimea uniformă a stratului de cupru pe peretele găurii, cu o abatere controlată mai puțin sau egală cu 10%, asigurând astfel o bună conductivitate și rezistență mecanică a conexiunii interstrat și evitând întreruperea transmisiei semnalului cauzată de defecțiune.
Procesul de tratare a suprafeței:
Metodele obișnuite de tratare a suprafețelor, cum ar fi placarea cu aur cu nichel, sunt utilizate pe scară largă în domenii cheie, cum ar fi interfețele RF și plăcuțele dispozitivelor pe PCB-uri cu unde milimetrice. Pentru o placă de impedanță cu 4 straturi cu grosime de cupru de 1 oz, grosimea stratului de aur este, în general, controlată să fie peste 0,1 μm, iar grosimea stratului de nichel este peste 5 μm. Această metodă de procesare nu numai că asigură fiabilitatea îmbinărilor de lipit, dar și reduce eficient rezistența de contact la interfață, minimizând tranziția de impedanță între conectorul RF și îmbinarea pcbsolder, asigurând că pierderea de reflexie a semnalului la interfață este mai mică de -20dB și îmbunătățind stabilitatea transmisiei semnalului.
3, Avantaje de performanță
Performanță electrică bună: Grosimea de cupru de 1 oz reduce rezistența circuitului, reducând eficient pierderea de putere în timpul transmisiei semnalului și îmbunătățind eficiența circuitului. De exemplu, în linia de transmisie a semnalului a echipamentelor de comunicație, liniile cu rezistență scăzută pot reduce atenuarea semnalului și pot asigura că semnalul poate menține puterea și calitatea suficientă după transmiterea pe distanțe lungi-. În același timp, structura pe 4 straturi, combinată cu controlul precis al impedanței, oferă un canal de transmisie stabil pentru semnale de-frecvență înaltă, reducând reflexia și interferența semnalului. În modulul de procesare a semnalului al stațiilor de bază de comunicații 5G, acesta poate asigura transmisia precisă a semnalelor de unde milimetrice de-frecvență înaltă, îndeplinind cerințele rețelelor 5G pentru transmiterea de date-de mare-viteză și{11}}capacitate mare.
Proprietăți mecanice puternice: Combinația de substrat FR-4 și grosimea de cupru de 1 oz conferă pcb o anumită rezistență mecanică, care poate rezista la un anumit grad de impact extern și vibrații. În domeniul electronicii auto, vehiculele se confruntă cu diverse denivelări și vibrații în timpul conducerii. O placă de impedanță cu 4 straturi cu grosime de 1 oz poate fi utilizată în dispozitive electronice, cum ar fi unitățile de control al motorului și în sistemele de divertisment auto pentru a asigura o funcționare stabilă în medii mecanice complexe și pentru a reduce defecțiunile circuitelor cauzate de stresul mecanic.
Performanță excelentă de disipare a căldurii: în timpul funcționării dispozitivelor electronice, componentele generează căldură, iar performanța bună de disipare a căldurii este cheia pentru a asigura funcționarea stabilă a dispozitivului. Un fir de cupru gros de 1 oz poate servi ca un canal eficient de disipare a căldurii, disipând rapid căldura. În același timp, designul structural al plăcii cu 4 straturi poate aranja în mod rezonabil calea de disipare a căldurii, cum ar fi creșterea zonei de disipare a căldurii prin stabilirea unor suprafețe mari de piele de cupru în stratul de putere și stratul de pământ și cooperând cu dispozitive externe de disipare a căldurii pentru a disipa în timp util căldura generată de dispozitivele de putere, asigurându-se că temperatura de funcționare a echipamentului rămâne în limitele unei sarcini rezonabile. prelungirea duratei de viata a echipamentului.
4, Câmpuri de aplicare
În domeniul comunicațiilor, este utilizat pe scară largă în echipamentele de comunicații, cum ar fi stațiile de bază 5G, routerele și comutatoarele. Modulul transceiver de semnal al stațiilor de bază 5G trebuie să proceseze semnale de-frecvență și-înaltă viteză. O placă de impedanță cu 4 straturi de 1 oz grosime de cupru poate îndeplini cerințele sale stricte de integritate și stabilitate a semnalului, asigurând o transmisie rapidă și precisă a datelor între stațiile de bază și dispozitivele terminale. Routerele și comutatoarele utilizate în rețelele de acasă și de întreprindere se bazează, de asemenea, pe această placă pentru a realiza o redirecționare eficientă a datelor și o procesare a semnalului, oferind utilizatorilor conexiuni de rețea stabile și de mare-viteză.
În domeniul informaticii, placa de bază a computerului, ca componentă de bază a sistemului informatic, folosește o placă de impedanță cu 4 straturi de 1 oz grosime de cupru pentru a oferi o sursă de alimentare stabilă și canale de transmitere a datelor cu viteză mare-pentru componente de-înaltă performanță, cum ar fi procesorul, memoria și placa grafică. În plăcile de bază pentru servere, acest tip de placă PC este necesar în special pentru a susține munca de colaborare între procesoarele cu mai multe nuclee-, cantități mari de memorie și dispozitive de stocare de-viteză mare, pentru a răspunde nevoilor centrelor de date pentru procesarea și stocarea datelor la scară mare-și pentru a asigura funcționarea eficientă a serverelor.
În domeniul electronicii auto: Odată cu dezvoltarea vehiculelor inteligente și electrice, sistemele electronice auto devin din ce în ce mai complexe. Placa de impedanță cu 4 straturi cu grosime de 1oz de cupru joacă un rol important în sistemul de conducere auto al automobilului, sistemul de divertisment al informațiilor despre vehicul, sistemul de gestionare a bateriei etc. În sistemul de conducere automată, este necesar să procesați rapid o cantitate mare de date de la diverși senzori. Acest pcb poate asigura oportunitatea și acuratețea transmiterii datelor și oferă garanție pentru conducerea în siguranță a vehiculelor. În sistemul de infotainment din mașină, acesta este responsabil pentru realizarea unei transmisii stabile a semnalelor multimedia, cum ar fi audio și video, îmbunătățind experiența de conducere a utilizatorului.
În domeniul echipamentelor medicale, dispozitivele medicale de ultimă generație, cum ar fi imagistica prin rezonanță magnetică și tomografia computerizată, necesită performanță și fiabilitate extrem de ridicate a dispozitivelor electronice. Placa de impedanță cu 4 straturi cu grosime de 1 oz de cupru, cu performanța și stabilitatea sa electrică excelentă, poate îndeplini cerințele de-înaltă precizie de procesare și transmisie a semnalului ale echipamentelor medicale. De exemplu, în echipamentele RMN, este utilizat pentru a controla și transmite semnale RF, asigurând claritatea și acuratețea imaginilor și oferind dovezi de diagnostic fiabile pentru medici.