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FFC排綫特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)如何匹配？
- 作(zuò)者: 阿(ā)勇(yǒng)
- 來源: 鑫美(měi)特FFC/FPC
- 日(rì)期 : 2023-07-01
關(guān)於談(tán)“FFC排(pái)綫特性阻抗如何匹配”的問題(tí)，首先要闡(chǎn)述(shù)一下什(shí)麼(mó)是特(tè)性阻(zǔ)抗(kàng)？
特性阻抗是針(zhēn)對(duì)交流信(xìn)號(hào)（高(gāo)頻信號）而(ér)言的，它是一個(gè)長綫(xiàn)傳輸(shū)概念。信號在傳輸綫(xiàn)中傳輸的(dí)過(guò)程中，在(zài)信(xìn)號到(dào)達的(dí)任何(hé)一個點(diǎn)，傳輸(shū)綫(xiàn)與參考(kǎo)平(píng)麵(miàn)會形(xíng)成(chéng)一個(gè)電(diàn)場，由於電(diàn)場(cháng)的(dí)作(zuò)用，會產生(shēng)一個瞬(shùn)間(jiān)的(dí)感性小電流(liú)，這個小電(diàn)流在(zài)傳輸綫(xiàn)中的沒(méi)一(yī)點(diǎn)都存在，而在(zài)此(cǐ)同(tóng)時，信號(hào)也(yě)存(cún)在(zài)一(yī)定的電壓(yā)，因此在(zài)信(xìn)號傳輸(shū)過程(chéng)中(zhōng)，傳輸綫(xiàn)的每(měi)一點就會等效(xiào)成(chéng)一(yī)個(gè)電阻，這(zhè)個(gè)等(děng)效(xiào)電(diàn)阻(zǔ)就(jiù)被(bèi)我們常(cháng)稱(chēng)之(zhī)為“特性阻(zǔ)抗”。由(yóu)此(cǐ)可知(zhī)，特性(xìng)阻(zǔ)抗(kàng)與傳輸(shū)綫的(dí)絕(jué)對阻抗雖然(rán)單位一樣(yàng)，都(dū)是歐姆(mǔ)（Ω），但是此(cǐ)阻抗(kàng)非彼阻抗，兩(liǎng)者(zhě)之間完(wán)全(quán)不是(shì)一(yī)回(huí)事。
由(yóu)於特(tè)性阻抗過程推(tuī)理的復雜(zá)性，這(zhè)裏不演繹(yì)，直接(jiē)給出公(gōng)式，特性(xìng)阻(zǔ)抗R0=【120/（√ε）】*㏑（2D-d）/d，其中d為(wéi)銅(tóng)綫芯(xīn)的(dí)直徑(jìng)，D為(wéi)兩根(gēn)芯(xīn)綫的(dí)中心距(jù)離(lí)，ε為絕緣(yuán)塑料(liào)的介(jiè)電常(cháng)數。因此，材料(liào)不(bù)變的(dí)情(qíng)況下，隻要(yào)傳輸綫結(jié)構(gòu)均匀（即(jí)d與(yǔ)D保(bǎo)持(chí)均(jūn)匀不變），那(nà)麼鏈路中每一(yī)點特(tè)性(xìng)阻抗保(bǎo)持(chí)不變。實際應用中很(hěn)難做到，因為傳輸(shū)綫導體(tǐ)不可能(néng)每一處都絕緣均匀(yún)。
以為(wéi)例說明(míng)，當一條(tiáo)排(pái)綫間距，導(dǎo)體尺寸(cùn)（厚(hòu)，寬(kuān)），絕緣膜(mó)厚(hòu)度確(què)定了(liǎo)後，相當(dāng)於d，D都確定了，介電常數也(yě)是(shì)固定(dìng)的，這樣特性阻抗值在(zài)這種(zhǒng)理想(xiǎng)的狀態下也就固定了。但(dàn)是事實上很難做到的，FFC排(pái)綫的導體(tǐ)是扁平結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體是通(tōng)過(guò)由(yóu)粗(cū)銅拉絲而成，一卷導體(tǐ)不可(kě)能(néng)每(měi)處(chǔ)做到絕對(duì)一樣寬(kuān)一(yī)樣(yàng)厚，導(dǎo)體與導體間的間距(jù)也多少有(yǒu)一定(dìng)的(dí)公差(chà)波動(dòng)，絕(jué)緣(yuán)膜每(měi)一處的厚度(dù)也(yě)不能完(wán)全(quán)一樣。所以特性阻(zǔ)抗每(měi)處(chǔ)不是(shì)完(wán)全(quán)一致，但是(shì)這個波動都(dū)是(shì)在可接受(shòu)範(fàn)圍內。
當(dāng)設(shè)計一條(tiáo)FFC排綫(xiàn)，如何對其(qí)特性阻抗進行(háng)匹配調(tiáo)整(zhěng)呢？根據上述公(gōng)式(shì)R0=【120/（√ε）】*㏑（2D-d）/d，我(wǒ)們可以對其間距(jù)進(jìn)行放大或縮小，但是(shì)市(shì)麵上一(yī)般間(jiān)距是固(gù)定的，pitch0.5，0.8，1.0，1.25，2.0，2.54這(zhè)麼幾種間(jiān)距，所以間距(jù)也(yě)不是是隨(suí)意設(shè)計的(dí)，首先(xiān)要考慮到(dào)板端連(lián)接器的間距(jù)，排綫(xiàn)間距要(yào)與(yǔ)連(lián)接(jiē)器(qì)的間距保(bǎo)證一致(zhì)，而板(bǎn)端由(yóu)於空(kōng)間的限製(zhì)，一般間距不(bù)會很(hěn)大，常用的(dí)基本上就(jiù)是0.5與1.0間距，也就(jiù)是說我們(mén)對(duì)ffc排(pái)綫(xiàn)進(jìn)行阻(zǔ)抗匹(pǐ)配(pèi)設計(jì)，從(cóng)間距上可做的選擇很(hěn)有限(xiàn)。當間(jiān)距(jù)確定好(hǎo)了，導體寬度也(yě)基本上定了(liǎo)，隻(zhī)有對導體(tǐ)的厚度做文(wén)章，而通(tōng)常ffc排(pái)綫(xiàn)導(dǎo)體厚度0.035mm~0.1mm，不同導(dǎo)體(tǐ)厚(hòu)度會(huì)影(yǐng)響特性(xìng)阻抗的值，但是這種調節幅度有限，最(zuì)後還(huán)有絕緣膜厚度的(dí)選擇，也能稍微(wēi)調(tiáo)整(zhěng)排綫(xiàn)的(dí)特(tè)性阻抗(kàng)，但是(shì)絕緣膜(mó)選擇(zé)一(yī)般就是0.037mm~0.1mm範圍，不同厚(hòu)度(dù)能調節(jié)排綫的特性(xìng)阻抗，但是調(tiáo)整(zhěng)幅(fú)度(dù)不會很(hěn)大。如果(guǒ)上(shàng)述方(fāng)法都(dū)使用了(liǎo)，還是不(bù)能(néng)把(bǎ)排綫(xiàn)的特(tè)性阻抗調(tiáo)整(zhěng)到需(xū)要的(dí)範(fàn)圍，比(bǐ)如現(xiàn)有的(dí)排綫(xiàn)的特性阻抗(kàng)在50Ω上(shàng)下(xià)，根據實際使(shǐ)用(yòng)，需(xū)要將(jiāng)其調(tiáo)整(zhěng)到100Ω上(shàng)下，這該怎麼(mó)處理呢(ní)？
事(shì)實(shí)上方法是有的，就是(shì)在(zài)排綫的單麵或(huò)雙麵(miàn)貼(tiē)阻(zǔ)抗調整材或(huò)屏蔽(bì)材(cái)，純(chún)阻(zǔ)抗調(tiáo)整材比如(rú)鋁網或銀網(wǎng)能夠(gòu)大幅(fú)度調整特(tè)性(xìng)阻抗值，但(dàn)是屏(píng)蔽效(xiào)果(guǒ)不(bù)是很好，而且(qiě)對(duì)插損影響(xiǎng)比(bǐ)較(jiào)大。常(cháng)用(yòng)的(dí)方法都是采用(yòng)貼(tiē)屏(píng)蔽材，屏蔽材使用最多的(dí)就是(shì)復合鋁(lǚ)箔(bó)（俗稱為吸波(bō)材），這(zhè)樣(yàng)加工(gōng)的(dí)ffc排綫(xiàn)既能(néng)把特(tè)性阻(zǔ)抗調整到需(xū)要(yào)的(dí)範(fàn)圍，又能(néng)起到屏(píng)蔽(bì)的效果(guǒ)。這種對特(tè)性阻抗調整的(dí)方(fāng)法(fǎ)也(yě)是業內(nèi)通(tōng)常采用的(dí)方法。
用戶有(yǒu)時會出現這種(zhǒng)情(qíng)況，比如(rú)對(duì)排綫進行單麵屏(píng)蔽(bì)，感覺效(xiào)果不是很(hěn)理想，希(xī)望對(duì)排綫的(dí)雙麵(miàn)進行屏(píng)蔽，反(fǎn)而效果(guǒ)更差了(liǎo)，這(zhè)是(shì)什麼原因導致的(dí)呢(ní)？這(zhè)個十(shí)之(zhī)八九是(shì)特(tè)性(xìng)阻抗不(bù)匹配，因(yīn)為進行單(dān)麵(miàn)屏蔽(bì)時選擇(zé)是某(mǒu)種厚度(dù)的(dí)屏(píng)蔽材，剛好(hǎo)能讓特性阻抗(kàng)調(tiáo)整到合(hé)適的範圍(wéi)，而進(jìn)行(háng)雙麵(miàn)屏(píng)蔽時(shí)，兩(liǎng)麵(miàn)還(huán)是(shì)用(yòng)同一(yī)種(zhǒng)厚(hòu)度的(dí)屏蔽(bì)材(cái)，這可(kě)是(shì)要出大問題(tí)了，因(yīn)為用(yòng)同(tóng)樣(yàng)厚度的屏(píng)蔽(bì)材(cái)進(jìn)行單(dān)麵屏蔽(bì)和(hé)雙(shuāng)麵(miàn)屏(píng)蔽，對特性(xìng)阻抗值相(xiāng)差很大的。舉(jǔ)例(lì)說明，下(xià)麵(miàn)時同(tóng)一(yī)款(kuǎn)排(pái)綫(xiàn)的(dí)特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)測量值(zhí)，圖一是單麵(miàn)屏蔽(bì)，圖二是同樣厚(hòu)度的屏蔽(bì)材(cái)雙麵(miàn)屏(píng)蔽。
圖一(yī) 圖(tú)二
由此可見，同樣厚(hòu)度的屏蔽材(cái)，單麵貼(tiē)與雙麵貼(tiē)對(duì)特性(xìng)阻(zǔ)抗差(chà)異很(hěn)大，那(nà)麼(mó)如果(guǒ)想(xiǎng)單麵屏(píng)蔽改為雙(shuāng)麵(miàn)屏蔽(bì)，而特性(xìng)阻(zǔ)抗又要保持(chí)大(dà)體不變(biàn)，怎(zěn)麼辦呢？這時雙(shuāng)麵屏(píng)蔽時屏(píng)蔽(bì)材(cái)的厚(hòu)度通常(cháng)要加(jiā)厚(hòu)，具體(tǐ)加厚(hòu)到多(duō)少(shǎo)，這(zhè)樣根據(jù)排(pái)綫(xiàn)導體(tǐ)間距，導體粗(cū)細，膠(jiāo)膜厚(hòu)度綜合(hé)考慮。
更多(duō)排綫(xiàn)隻是(shì)了解(jiě)，請(qǐng)咨詢(xún)。
特性阻抗是針(zhēn)對(duì)交流信(xìn)號(hào)（高(gāo)頻信號）而(ér)言的，它是一個(gè)長綫(xiàn)傳輸(shū)概念。信號在傳輸綫(xiàn)中傳輸的(dí)過(guò)程中，在(zài)信(xìn)號到(dào)達的(dí)任何(hé)一個點(diǎn)，傳輸(shū)綫(xiàn)與參考(kǎo)平(píng)麵(miàn)會形(xíng)成(chéng)一個(gè)電(diàn)場，由於電(diàn)場(cháng)的(dí)作(zuò)用，會產生(shēng)一個瞬(shùn)間(jiān)的(dí)感性小電流(liú)，這個小電(diàn)流在(zài)傳輸綫(xiàn)中的沒(méi)一(yī)點(diǎn)都存在，而在(zài)此(cǐ)同(tóng)時，信號(hào)也(yě)存(cún)在(zài)一(yī)定的電壓(yā)，因此在(zài)信(xìn)號傳輸(shū)過程(chéng)中(zhōng)，傳輸綫(xiàn)的每(měi)一點就會等效(xiào)成(chéng)一(yī)個(gè)電阻，這(zhè)個(gè)等(děng)效(xiào)電(diàn)阻(zǔ)就(jiù)被(bèi)我們常(cháng)稱(chēng)之(zhī)為“特性阻(zǔ)抗”。由(yóu)此(cǐ)可知(zhī)，特性(xìng)阻(zǔ)抗(kàng)與傳輸(shū)綫的(dí)絕(jué)對阻抗雖然(rán)單位一樣(yàng)，都(dū)是歐姆(mǔ)（Ω），但是此(cǐ)阻抗(kàng)非彼阻抗，兩(liǎng)者(zhě)之間完(wán)全(quán)不是(shì)一(yī)回(huí)事。
由(yóu)於特(tè)性阻抗過程推(tuī)理的復雜(zá)性，這(zhè)裏不演繹(yì)，直接(jiē)給出公(gōng)式，特性(xìng)阻(zǔ)抗R0=【120/（√ε）】*㏑（2D-d）/d，其中d為(wéi)銅(tóng)綫芯(xīn)的(dí)直徑(jìng)，D為(wéi)兩根(gēn)芯(xīn)綫的(dí)中心距(jù)離(lí)，ε為絕緣(yuán)塑料(liào)的介(jiè)電常(cháng)數。因此，材料(liào)不(bù)變的(dí)情(qíng)況下，隻要(yào)傳輸綫結(jié)構(gòu)均匀（即(jí)d與(yǔ)D保(bǎo)持(chí)均(jūn)匀不變），那(nà)麼鏈路中每一(yī)點特(tè)性(xìng)阻抗保(bǎo)持(chí)不變。實際應用中很(hěn)難做到，因為傳輸(shū)綫導體(tǐ)不可能(néng)每一處都絕緣均匀(yún)。
以為(wéi)例說明(míng)，當一條(tiáo)排(pái)綫間距，導(dǎo)體尺寸(cùn)（厚(hòu)，寬(kuān)），絕緣膜(mó)厚(hòu)度確(què)定了(liǎo)後，相當(dāng)於d，D都確定了，介電常數也(yě)是(shì)固定(dìng)的，這樣特性阻抗值在(zài)這種(zhǒng)理想(xiǎng)的狀態下也就固定了。但(dàn)是事實上很難做到的，FFC排(pái)綫的導體(tǐ)是扁平結(jié)構(gòu)，導(dǎo)體是通(tōng)過(guò)由(yóu)粗(cū)銅拉絲而成，一卷導體(tǐ)不可(kě)能(néng)每(měi)處(chǔ)做到絕對(duì)一樣寬(kuān)一(yī)樣(yàng)厚，導(dǎo)體與導體間的間距(jù)也多少有(yǒu)一定(dìng)的(dí)公差(chà)波動(dòng)，絕(jué)緣(yuán)膜每(měi)一處的厚度(dù)也(yě)不能完(wán)全(quán)一樣。所以特性阻(zǔ)抗每(měi)處(chǔ)不是(shì)完(wán)全(quán)一致，但是(shì)這個波動都(dū)是(shì)在可接受(shòu)範(fàn)圍內。
當(dāng)設(shè)計一條(tiáo)FFC排綫(xiàn)，如何對其(qí)特性阻抗進行(háng)匹配調(tiáo)整(zhěng)呢？根據上述公(gōng)式(shì)R0=【120/（√ε）】*㏑（2D-d）/d，我(wǒ)們可以對其間距(jù)進(jìn)行放大或縮小，但是(shì)市(shì)麵上一(yī)般間(jiān)距是固(gù)定的，pitch0.5，0.8，1.0，1.25，2.0，2.54這(zhè)麼幾種間(jiān)距，所以間距(jù)也(yě)不是是隨(suí)意設(shè)計的(dí)，首先(xiān)要考慮到(dào)板端連(lián)接器的間距(jù)，排綫(xiàn)間距要(yào)與(yǔ)連(lián)接(jiē)器(qì)的間距保(bǎo)證一致(zhì)，而板(bǎn)端由(yóu)於空(kōng)間的限製(zhì)，一般間距不(bù)會很(hěn)大，常用的(dí)基本上就(jiù)是0.5與1.0間距，也就(jiù)是說我們(mén)對(duì)ffc排(pái)綫(xiàn)進(jìn)行阻(zǔ)抗匹(pǐ)配(pèi)設計(jì)，從(cóng)間距上可做的選擇很(hěn)有限(xiàn)。當間(jiān)距(jù)確定好(hǎo)了，導體寬度也(yě)基本上定了(liǎo)，隻(zhī)有對導體(tǐ)的厚度做文(wén)章，而通(tōng)常ffc排(pái)綫(xiàn)導(dǎo)體厚度0.035mm~0.1mm，不同導(dǎo)體(tǐ)厚(hòu)度會(huì)影(yǐng)響特性(xìng)阻抗的值，但是這種調節幅度有限，最(zuì)後還(huán)有絕緣膜厚度的(dí)選擇，也能稍微(wēi)調(tiáo)整(zhěng)排綫(xiàn)的(dí)特(tè)性阻抗(kàng)，但是(shì)絕緣膜(mó)選擇(zé)一(yī)般就是0.037mm~0.1mm範圍，不同厚(hòu)度(dù)能調節(jié)排綫的特性(xìng)阻抗，但是調(tiáo)整(zhěng)幅(fú)度(dù)不會很(hěn)大。如果(guǒ)上(shàng)述方(fāng)法都(dū)使用了(liǎo)，還是不(bù)能(néng)把(bǎ)排綫(xiàn)的特(tè)性阻抗調(tiáo)整(zhěng)到需(xū)要的(dí)範(fàn)圍，比(bǐ)如現(xiàn)有的(dí)排綫(xiàn)的特性阻抗(kàng)在50Ω上(shàng)下(xià)，根據實際使(shǐ)用(yòng)，需(xū)要將(jiāng)其調(tiáo)整(zhěng)到100Ω上(shàng)下，這該怎麼(mó)處理呢(ní)？
事(shì)實(shí)上方法是有的，就是(shì)在(zài)排綫的單麵或(huò)雙麵(miàn)貼(tiē)阻(zǔ)抗調整材或(huò)屏蔽(bì)材(cái)，純(chún)阻(zǔ)抗調(tiáo)整材比如(rú)鋁網或銀網(wǎng)能夠(gòu)大幅(fú)度調整特(tè)性(xìng)阻抗值，但(dàn)是屏(píng)蔽效(xiào)果(guǒ)不(bù)是很好，而且(qiě)對(duì)插損影響(xiǎng)比(bǐ)較(jiào)大。常(cháng)用(yòng)的(dí)方法都是采用(yòng)貼(tiē)屏(píng)蔽材，屏蔽材使用最多的(dí)就是(shì)復合鋁(lǚ)箔(bó)（俗稱為吸波(bō)材），這(zhè)樣(yàng)加工(gōng)的(dí)ffc排綫(xiàn)既能(néng)把特(tè)性阻(zǔ)抗調整到需(xū)要(yào)的(dí)範(fàn)圍，又能(néng)起到屏(píng)蔽(bì)的效果(guǒ)。這種對特(tè)性阻抗調整的(dí)方(fāng)法(fǎ)也(yě)是業內(nèi)通(tōng)常采用的(dí)方法。
用戶有(yǒu)時會出現這種(zhǒng)情(qíng)況，比如(rú)對(duì)排綫進行單麵屏(píng)蔽(bì)，感覺效(xiào)果不是很(hěn)理想，希(xī)望對(duì)排綫的(dí)雙麵(miàn)進行屏(píng)蔽，反(fǎn)而效果(guǒ)更差了(liǎo)，這(zhè)是(shì)什麼原因導致的(dí)呢(ní)？這(zhè)個十(shí)之(zhī)八九是(shì)特(tè)性(xìng)阻抗不(bù)匹配，因(yīn)為進行單(dān)麵(miàn)屏蔽(bì)時選擇(zé)是某(mǒu)種厚度(dù)的(dí)屏(píng)蔽材，剛好(hǎo)能讓特性阻抗(kàng)調(tiáo)整到合(hé)適的範圍(wéi)，而進(jìn)行(háng)雙麵(miàn)屏(píng)蔽時(shí)，兩(liǎng)麵(miàn)還(huán)是(shì)用(yòng)同一(yī)種(zhǒng)厚(hòu)度的(dí)屏蔽(bì)材(cái)，這可(kě)是(shì)要出大問題(tí)了，因(yīn)為用(yòng)同(tóng)樣(yàng)厚度的屏(píng)蔽(bì)材(cái)進(jìn)行單(dān)麵屏蔽(bì)和(hé)雙(shuāng)麵(miàn)屏(píng)蔽，對特性(xìng)阻抗值相(xiāng)差很大的。舉(jǔ)例(lì)說明，下(xià)麵(miàn)時同(tóng)一(yī)款(kuǎn)排(pái)綫(xiàn)的(dí)特(tè)性(xìng)阻抗(kàng)測量值(zhí)，圖一是單麵(miàn)屏蔽(bì)，圖二是同樣厚(hòu)度的屏蔽(bì)材(cái)雙麵(miàn)屏(píng)蔽。
圖一(yī) 圖(tú)二
由此可見，同樣厚(hòu)度的屏蔽材(cái)，單麵貼(tiē)與雙麵貼(tiē)對(duì)特性(xìng)阻(zǔ)抗差(chà)異很(hěn)大，那(nà)麼(mó)如果(guǒ)想(xiǎng)單麵屏(píng)蔽改為雙(shuāng)麵(miàn)屏蔽(bì)，而特性(xìng)阻(zǔ)抗又要保持(chí)大(dà)體不變(biàn)，怎(zěn)麼辦呢？這時雙(shuāng)麵屏(píng)蔽時屏(píng)蔽(bì)材(cái)的厚(hòu)度通常(cháng)要加(jiā)厚(hòu)，具體(tǐ)加厚(hòu)到多(duō)少(shǎo)，這(zhè)樣根據(jù)排(pái)綫(xiàn)導體(tǐ)間距，導體粗(cū)細，膠(jiāo)膜厚(hòu)度綜合(hé)考慮。
更多(duō)排綫(xiàn)隻是(shì)了解(jiě)，請(qǐng)咨詢(xún)。
