1, Vad är ett 1oz koppartjockt 4-lagers impedanskort
Betydelsen av "1oz koppartjocklek": "oz" är den engelska förkortningen för ounce. I pcb-fältet hänvisar 1oz koppartjocklek till att vikten av kopparfolie är 1 ounce per kvadratfot yta. Genom konvertering kan det ses att tjockleken på 1oz koppar är cirka 0,035 mm. Denna tjocklek av kopparfolie säkerställer inte bara god ledningsförmåga, utan har också en viss mekanisk hållfasthet och strömkapacitet, vilket gör den till en vanlig koppartjockleksspecifikation i pcbdesign. I en krets kan ett tjockare kopparskikt minska trådmotståndet och minimera effektförlusten under strömöverföring, precis som en bred motorväg tillåter fordon att passera smidigare, vilket minskar trafikstockningar och energiförbrukning. Till exempel, i vissa kraftkretsdelar som kräver hög strömkapacitet, kan 1oz koppartjocka ledningar bättre möta överföringsbehoven för höga strömmar, undvika överhettning eller till och med bränning av ledningarna på grund av för hög ström.
Analys av "4-lagers"-strukturen: En 4-lagers impedansskiva har fyra ledande lager, i allmänhet innefattande ett topplager, ett bottenlager, ett kraftlager och ett jordlager. De övre och nedre lagren används huvudsakligen för att arrangera komponenter och ytmontering, och fungerar som "fönster" för att ansluta elektroniska enheter till omvärlden. Olika elektroniska komponenter som chips, motstånd, kondensatorer etc. är lödda på dessa två lager. Kraftskiktet ansvarar för att tillhandahålla stabil strömförsörjning för hela kretssystemet, precis som strömförsörjningsnätet i en stad, för att säkerställa att alla områden har tillräckligt med el. Det geologiska lagret fungerar som en skärm och referenspotential, som en solid jord, ger en stabil referens för signaler i kretsen, minskar elektromagnetiska störningar och säkerställer stabiliteten i signalöverföringen. Dessa fyra våningar är elektriskt anslutna genom vias, som är som att koppla ihop hissar på olika våningar, vilket låter signaler och strömmar fritt pendla mellan varje våning, vilket bygger ett komplett kretssystem.
Nyckelbetydelsen av "impedans": Impedans hänvisar till den obstruktiva effekten av en krets på AC-signaler, och impedansmatchning är avgörande för hög-signalöverföring. I ett 4-lagers impedanskort uppnås specifika impedansvärden som 50 Ω och 75 Ω genom att exakt kontrollera parametrar som kretsbredd, koppartjocklek, dielektriskt skikttjocklek och dielektricitetskonstant. När signalkällans utgångsimpedans matchar överföringsledningens karakteristiska impedans och belastningsimpedansen, kan signalen fortplanta sig på överföringsledningen utan reflektion och därigenom säkerställa signalens integritet och undvika problem som signaldistorsion och dämpning. Detta är som att ljud fortplantas genom rör av olika material. Om storleken och materialet på rören inte är lämpliga kommer ljudet att producera ekon och dämpning, medan lämpliga rör (dvs. impedansanpassade transmissionsledningar) kan låta ljudet fortplanta sig tydligt och utan att skada destinationen.
2, Nyckelpunkter i tillverkningsprocessen
Materialval:
Substrat: FR-4 används vanligtvis som substratmaterial. FR-4 har god elektrisk isoleringsprestanda, mekaniska egenskaper och dimensionsstabilitet och tål vissa temperaturförändringar, vilket gör den lämplig för arbetsmiljön för de flesta elektroniska enheter. I högfrekventa tillämpningsscenarier används även specialmaterial med låg dielektricitetskonstant och låg dielektrisk förlust, såsom Rogers-material, för att ytterligare minska signalöverföringsförlusten och förbättra impedanskontrollnoggrannheten.
Kopparfolie: För kravet på 1 oz koppartjocklek väljs vanligtvis en lämplig tjocklek av kopparfolie för laminering under produktionsprocessen. Till exempel är det möjligt att först använda 1/3 oz eller 1/2 oz kopparfolie och sedan öka tjockleken på kopparskiktet genom efterföljande galvaniseringsprocesser för att uppnå den slutliga 1 oz koppartjockleksstandarden. Detta kan säkerställa exakt kontroll av trådbredden under etsningsprocessen, samtidigt som kraven på ytans koppartjocklek uppfylls, vilket säkerställer konduktiviteten och tillförlitligheten hos kretsen.
Linjeproduktionsprocess:
Kretsbildning med hög precision: För att möta de höga-precisionskraven för impedanskontroll, används avancerad laserteknik för direktavbildning. Denna teknik kan åstadkomma produktion av extremt fina linjer, med linjebreddsnoggrannhet kontrollerad inom ± 0,01 mm och linjekantens grovhet mindre än 1 μm. Om man tar produktionen av en 50 Ω karakteristisk impedanskrets som ett exempel, genom att exakt styra parametrar som kretsbredd, avstånd och avstånd från referensskiktet, säkerställs impedansnoggrannheten att kontrolleras inom ± 5 %, vilket kraftigt minskar impedanstransienter under signalöverföring, sänker signalreflektion och sändningsvågförhållande och effektiv signalöverföring.
Micro via bearbetning: I 4-lagers skivor behöver ett stort antal via-hål bearbetas för att uppnå signalförbindelser mellan lagren. För 1oz koppartjocka 4-lagers impedansplattor används ofta laserborrningsteknik för att skapa mikrovias. Dessa viadiametrar är vanligtvis under 0,1 mm, med släta och graderfria väggar, vilket effektivt minskar reflektionsförlusten av signaler vid via. Genomgående hålelektroplätering antar en mycket spridd kopparpläteringsprocess för att säkerställa enhetlig tjocklek av kopparskiktet på hålväggen, med en avvikelse kontrollerad inom Mindre än eller lika med 10%, vilket säkerställer god ledningsförmåga och mekanisk styrka hos mellanskiktsanslutningen och undviker signalöverföringsavbrott orsakat av via fel.
Ytbehandlingsprocess:
Vanliga ytbehandlingsmetoder som strömlös nickelguldplätering används i stor utsträckning inom nyckelområden som RF-gränssnitt och enhetsdynor på millimetervågskretskort. För en 1oz koppartjock 4-lagers impedansskiva kontrolleras tjockleken på guldskiktet i allmänhet till att vara över 0,1 μm, och tjockleken på nickelskiktet är över 5 μm. Denna bearbetningsmetod säkerställer inte bara tillförlitligheten hos lödfogarna, utan minskar också effektivt kontaktresistansen vid gränssnittet, vilket minimerar impedansövergången mellan RF-kontakten och pcblödfogen, vilket säkerställer att reflektionsförlusten av signalen vid gränssnittet är mindre än -20dB och förbättrar stabiliteten för signalöverföring.
3, Prestandafördelar
Bra elektrisk prestanda: 1oz koppartjockleken minskar kretsens motstånd, vilket effektivt minskar strömförlusten under signalöverföring och förbättrar kretsens effektivitet. Till exempel, i kommunikationsutrustningens signalöverföringslinje kan lågresistanslinjer minska signaldämpningen och säkerställa att signalen kan bibehålla tillräcklig styrka och kvalitet efter långa-sändningar. Samtidigt ger strukturen med 4 lager, i kombination med exakt impedanskontroll, en stabil överföringskanal för hög-signaler, vilket minskar signalreflektion och interferens. I signalbehandlingsmodulen för 5G-kommunikationsbasstationer kan den säkerställa korrekt överföring av-högfrekventa millimetervågssignaler, vilket uppfyller kraven i 5G-nätverk för hög-hastighet och{11}}hög kapacitetsdataöverföring.
Starka mekaniska egenskaper: Kombinationen av FR-4-substrat och 1oz koppartjocklek ger kretskortet en viss mekanisk hållfasthet, som tål en viss grad av yttre stötar och vibrationer. När det gäller bilelektronik möter fordon olika stötar och vibrationer under körning. Ett 1oz koppartjockt 4-lagers impedanskort kan användas i elektroniska enheter som motorstyrenheter och i bilunderhållningssystem för att säkerställa stabil drift i komplexa mekaniska miljöer och minska kretsfel orsakade av mekanisk stress.
Utmärkt värmeavledningsprestanda: Under driften av elektroniska enheter genererar komponenter värme, och bra värmeavledningsprestanda är nyckeln till att säkerställa stabil enhetsdrift. En 1 oz tjock koppartråd kan fungera som en effektiv värmeavledningskanal, som snabbt avleder värme. Samtidigt kan den strukturella utformningen av 4-skiktskortet på ett rimligt sätt ordna värmeavledningsvägen, såsom att öka värmeavledningsytan genom att placera stora ytor av kopparhud i kraftskiktet och markskiktet, och att samarbeta med externa värmeavledningsanordningar för att i rätt tid avleda värmen som genereras av kraftanordningar, vilket säkerställer att temperaturen för utrustningen förblir inom rimligt intervall och{4} förlänger utrustningens livslängd.
4, applikationsfält
Inom kommunikationsområdet används det ofta i kommunikationsutrustning som 5G-basstationer, routrar och switchar. Signaltransceivermodulen för 5G-basstationer behöver behandla hög-frekventa och hög-signaler. Ett 1oz koppartjockt 4-lagers impedanskort kan uppfylla dess strikta krav på signalintegritet och stabilitet, vilket säkerställer snabb och exakt dataöverföring mellan basstationer och terminalenheter. Routrar och switchar som används i hem- och företagsnätverk förlitar sig också på denna kretskort för att uppnå effektiv vidarebefordran av data och signalbehandling, vilket ger användarna stabila och-höghastighetsnätverksanslutningar.
Inom området datavetenskap använder datorns moderkort, som kärnkomponenten i datorsystemet, ett 1 oz koppartjockt 4-lagers impedanskort för att tillhandahålla stabil strömförsörjning och höghastighetsdataöverföringskanaler för hög-komponenter som CPU, minne och grafikkort. I servermoderkort behövs den här typen av kretskort särskilt för att stödja samarbetet mellan fler-processorer, stora mängder minne och höghastighetslagringsenheter, för att möta behoven hos datacenter för stor-databehandling och lagring och säkerställa effektiv drift av servrar.
Inom området bilelektronik: Med utvecklingen av intelligenta och elektriska fordon blir elektroniska system för fordon allt mer komplexa. Den 1oz koppartjocka 4-lagers impedansplattan spelar en viktig roll i bildrivsystem, underhållningssystem för fordonsinformation, batterihanteringssystem, etc. I autodrivsystemet är det nödvändigt att snabbt bearbeta en stor mängd data från olika sensorer. Denna pcb kan säkerställa aktualitet och noggrannhet av dataöverföring och ge garanti för säker körning av fordon. I infotainmentsystemet i bilen är det ansvarigt för att uppnå stabil överföring av multimediasignaler som ljud och video, vilket förbättrar användarens körupplevelse.
Inom området medicinsk utrustning kräver-avancerad medicinsk utrustning som magnetisk resonanstomografi och datortomografi extremt hög prestanda och tillförlitlighet hos elektroniska enheter. Det 1 oz koppartjocka 4-lagers impedanskortet, med sin utmärkta elektriska prestanda och stabilitet, kan uppfylla de hög-precisionskraven för signalbehandling och överföring av medicinsk utrustning. Till exempel, i MRT-utrustning, används den för att kontrollera och överföra RF-signaler, för att säkerställa klarhet och noggrannhet av bildbehandling och tillhandahålla tillförlitliga diagnostiska bevis för läkare.