1, Co je 1oz měděná silná 4vrstvá impedanční deska
Význam "1oz měděná tloušťka": "oz" je anglická zkratka pro unci. V poli pcbfield se tloušťka 1oz mědi vztahuje k hmotnosti měděné fólie, která je 1 unce na čtvereční stopu plochy. Přepočtem lze vidět, že tloušťka 1oz mědi je asi 0,035 mm. Tato tloušťka měděné fólie zajišťuje nejen dobrou vodivost, ale má také určitou mechanickou pevnost a proudovou zatížitelnost, což z ní činí běžně používanou specifikaci tloušťky mědi v designu PCB. V okruhu může silnější měděná vrstva snížit odpor drátu a minimalizovat ztráty výkonu během přenosu proudu, stejně jako široká dálnice umožňuje vozidlům projíždět plynuleji, což snižuje přetížení a spotřebu energie. Například v některých částech silových obvodů, které vyžadují vysokou proudovou zatížitelnost, mohou vedení o tloušťce 1 oz měděné vedení lépe vyhovět potřebám přenosu vysokých proudů, čímž se zabrání přehřátí nebo dokonce spálení vedení v důsledku nadměrného proudu.
Analýza struktury "4 vrstev": 4vrstvá impedanční deska má čtyři vodivé vrstvy, obecně zahrnující horní vrstvu, spodní vrstvu, výkonovou vrstvu a zemní vrstvu. Horní a spodní vrstva se používá hlavně pro uspořádání komponentů a povrchovou montáž, sloužící jako „okna“ pro připojení elektronických zařízení k vnějšímu světu. Na tyto dvě vrstvy jsou připájeny různé elektronické součástky jako čipy, rezistory, kondenzátory atd. Napájecí vrstva je zodpovědná za zajištění stabilního napájení celého obvodového systému, stejně jako napájecí síť ve městě, a zajišťuje, že všechny oblasti mají dostatek elektřiny. Geologická vrstva slouží jako stínění a referenční potenciál, jako pevná země, poskytuje stabilní referenci pro signály v obvodu, snižuje elektromagnetické rušení a zajišťuje stabilitu přenosu signálu. Tato čtyři podlaží jsou elektricky propojena průchody, které jsou jako spojující výtahy v různých podlažích, což umožňuje signálům a proudům volně přecházet mezi jednotlivými podlažími, čímž se vytváří kompletní obvodový systém.
Klíčový význam „impedance“: Impedance se vztahuje k obstrukčnímu účinku obvodu na signály střídavého proudu a přizpůsobení impedance je zásadní pro přenos vysokofrekvenčního signálu-. Na desce se 4 vrstvami impedance se dosahuje specifických hodnot impedance, jako je 50 Ω a 75 Ω, přesným řízením parametrů, jako je šířka obvodu, tloušťka mědi, tloušťka dielektrické vrstvy a dielektrická konstanta. Když výstupní impedance zdroje signálu odpovídá charakteristické impedanci přenosového vedení a impedanci zátěže, signál se může šířit přenosovým vedením bez odrazů, čímž je zajištěna integrita signálu a předchází se problémům, jako je zkreslení a útlum signálu. Je to jako zvuk šířící se potrubím z různých materiálů. Pokud velikost a materiál trubek nejsou vhodné, zvuk bude produkovat ozvěny a útlum, zatímco vhodné trubky (tj. impedančně přizpůsobené přenosové vedení) mohou umožnit šíření zvuku jasně a bez poškození v místě určení.
2, Klíčové body výrobního procesu
Výběr materiálu:
Substrát: FR-4 se obvykle používá jako materiál substrátu. FR-4 má dobrý elektrický izolační výkon, mechanické vlastnosti a rozměrovou stabilitu a dokáže odolat určitým teplotním změnám, díky čemuž je vhodný pro pracovní prostředí většiny elektronických zařízení. Ve scénářích vysokofrekvenčních aplikací se také používají speciální materiály s nízkou dielektrickou konstantou a nízkými dielektrickými ztrátami, jako jsou materiály Rogers, k dalšímu snížení ztrát přenosu signálu a zlepšení přesnosti řízení impedance.
Měděná fólie: Pro požadavek na tloušťku mědi 1oz se obecně volí vhodná tloušťka měděné fólie pro laminaci během výrobního procesu. Například je možné nejprve použít 1/3oz nebo 1/2oz měděnou fólii a poté zvýšit tloušťku měděné vrstvy pomocí následných procesů galvanického pokovování, aby se dosáhlo konečného standardu tloušťky 1oz mědi. To může zajistit přesnou kontrolu šířky drátu během procesu leptání a zároveň splnit požadavky na tloušťku povrchové mědi, zajistit vodivost a spolehlivost obvodu.
Proces výroby linky:
Vysoce přesné tvarování obvodů: Aby bylo možné splnit vysoké-požadavky na přesnost řízení impedance, používáme pokročilou technologii přímého laserového zobrazování. Touto technologií lze dosáhnout výroby extrémně jemných čar s přesností šířky čáry řízenou v rozmezí ± 0,01 mm a drsností hran čáry menší než 1 μm. Vezmeme-li jako příklad výrobu obvodu s charakteristickou impedancí 50 Ω, přesným řízením parametrů, jako je šířka obvodu, rozteč a vzdálenost od referenční vrstvy, je zajištěno, že přesnost impedance bude řízena v rozmezí ± 5 %, což výrazně snižuje přechodové impedance během přenosu signálu, snižuje odraz signálu a poměr stojatých vln a zajišťuje efektivní přenos signálu.
Micro via obrábění: U 4vrstvých desek je třeba obrábět velké množství průchozích otvorů, aby se dosáhlo signálových spojení mezi vrstvami. U 1oz měděných silných 4vrstvých impedančních desek se často používá technologie laserového vrtání k vytvoření mikro prokovů. Tyto průchozí průměry jsou obvykle menší než 0,1 mm, s hladkými stěnami bez otřepů, což účinně snižuje ztrátu odrazu signálů na průchozím místě. Galvanizace průchozím otvorem využívá vysoce rozptýlený proces pokovování mědí, aby byla zajištěna stejnoměrná tloušťka měděné vrstvy na stěně otvoru s odchylkou řízenou v rozsahu menším nebo rovnou 10 %, čímž je zajištěna dobrá vodivost a mechanická pevnost spojení mezi vrstvami a předchází se přerušení přenosu signálu způsobenému poruchou.
Postup povrchové úpravy:
Běžné metody povrchové úpravy, jako je bezproudové pokovování niklem, jsou široce používány v klíčových oblastech, jako jsou RF rozhraní a podložky zařízení na deskách plošných spojů s milimetrovou vlnou. U čtyřvrstvé impedanční desky o tloušťce 1 oz mědi je tloušťka zlaté vrstvy obecně řízena tak, aby byla vyšší než 0,1 μm, a tloušťka vrstvy niklu je vyšší než 5 μm. Tato metoda zpracování nejen zajišťuje spolehlivost pájených spojů, ale také účinně snižuje přechodový odpor na rozhraní, minimalizuje přechod impedance mezi RF konektorem a spojem pcbpájení, zajišťuje, že ztráta odrazem signálu na rozhraní je menší než -20 dB, a zlepšuje stabilitu přenosu signálu.
3, Výkonnostní výhody
Dobrý elektrický výkon: Tloušťka mědi 1 oz snižuje odpor obvodu, účinně snižuje ztráty energie při přenosu signálu a zlepšuje účinnost obvodu. Například ve vedení pro přenos signálu komunikačního zařízení mohou vedení s nízkým odporem snížit útlum signálu a zajistit, že si signál podrží dostatečnou sílu a kvalitu i po přenosu na dlouhé-vzdálenosti. Struktura 4 vrstev v kombinaci s přesným řízením impedance zároveň poskytuje stabilní přenosový kanál pro vysoko-frekvenční signály, snižuje odrazy signálu a rušení. V modulu zpracování signálu komunikačních základnových stanic 5G dokáže zajistit přesný přenos vysokofrekvenčních signálů milimetrových vln, čímž splňuje požadavky sítí 5G na vysokorychlostní a vysokokapacitní přenos dat.
Silné mechanické vlastnosti: Kombinace substrátu FR-4 a tloušťky 1oz mědi dodává desce plošných spojů určitou mechanickou pevnost, která může odolat určitému stupni vnějšího nárazu a vibrací. V oblasti automobilové elektroniky se vozidla během jízdy potýkají s různými nárazy a vibracemi. Čtyřvrstvou impedanční desku o tloušťce 1 oz mědi lze použít v elektronických zařízeních, jako jsou řídicí jednotky motoru a v systémech automobilové zábavy, k zajištění stabilního provozu ve složitých mechanických prostředích a ke snížení poruch obvodů způsobených mechanickým namáháním.
Vynikající výkon při odvodu tepla: Během provozu elektronických zařízení komponenty generují teplo a dobrý výkon při odvodu tepla je klíčem k zajištění stabilního provozu zařízení. Měděný drát o tloušťce 1 oz může sloužit jako účinný kanál pro odvod tepla, který rychle odvádí teplo. Konstrukční návrh 4vrstvé desky zároveň dokáže rozumně uspořádat cestu odvodu tepla, jako je zvětšení plochy pro odvod tepla umístěním velkých ploch měděného pláště ve výkonové vrstvě a zemní vrstvě a ve spolupráci s externími zařízeními pro odvod tepla pro včasné rozptýlení tepla generovaného napájecími zařízeními, čímž se zajistí, že teplota zařízení zůstane v rozumném rozsahu při vysokém zatížení zařízení při dlouhodobém provozu a prodloužení životnosti.
4, Oblasti použití
V oblasti komunikace je široce používán v komunikačních zařízeních, jako jsou základnové stanice 5G, směrovače a přepínače. Modul vysílače a přijímače signálu základnových stanic 5G potřebuje zpracovávat vysoko-frekvenční a vysokorychlostní-signály. Čtyřvrstvá impedanční deska o tloušťce 1 oz mědi může splnit přísné požadavky na integritu a stabilitu signálu a zajistit rychlý a přesný přenos dat mezi základnovými stanicemi a koncovými zařízeními. Směrovače a přepínače používané v domácích a podnikových sítích také spoléhají na tuto desku plošných spojů, aby dosáhly efektivního předávání dat a zpracování signálu a poskytovaly uživatelům stabilní a vysokorychlostní-síťová připojení.
V oblasti informatiky používá základní deska počítače jako základní součást počítačového systému čtyřvrstvou impedanční desku o tloušťce 1 oz měděné desky, která poskytuje stabilní napájení a vysokorychlostní -kanály přenosu dat pro vysoce-výkonné komponenty, jako je CPU, paměť a grafická karta. V serverových základních deskách je tento typ desky plošných spojů zvláště potřebný k podpoře spolupráce mezi více-jádrovými procesory, velkým množstvím paměti a vysokorychlostními-úložnými zařízeními, splňuje potřeby datových center pro rozsáhlé-zpracování a ukládání dat a zajišťuje efektivní provoz serverů.
V oblasti automobilové elektroniky: S rozvojem inteligentních a elektrických vozidel jsou automobilové elektronické systémy stále složitější. Čtyřvrstvá impedanční deska o tloušťce 1 oz mědi hraje důležitou roli v automobilovém systému pohonu, informačním zábavním systému vozidla, systému správy baterie atd. V systému automatického pohonu je nutné rychle zpracovat velké množství dat z různých senzorů. Tato pcb může zajistit včasnost a přesnost přenosu dat a poskytnout záruku bezpečného řízení vozidel. V systému infotainmentu ve voze je zodpovědný za dosažení stabilního přenosu multimediálních signálů, jako je audio a video, a zvyšuje tak zážitek uživatele z jízdy.
V oblasti lékařského vybavení vyžadují špičková zdravotnická zařízení, jako je magnetická rezonance a počítačová tomografie, extrémně vysoký výkon a spolehlivost elektronických zařízení. Čtyřvrstvá impedanční deska o tloušťce 1 oz měděná deska se svým vynikajícím elektrickým výkonem a stabilitou dokáže splnit požadavky na vysoce přesné zpracování a přenos signálu u lékařských zařízení. Například v zařízeních pro magnetickou rezonanci se používá k ovládání a přenosu RF signálů, zajišťuje jasnost a přesnost zobrazení a poskytuje lékařům spolehlivé diagnostické důkazy.