Die 12 wichtigsten Gründe für die Spezifizierung des DC-Leiterbahnwiderstandes
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Applikationsschrift
150 Die 12 wichtigsten Gründe für die Spezifizierung des DC-Leiterbahnwiderstandes |
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| Immer größeres Augenmerk wird auf den DC-Leiterbahn-Widerstand gelegt. Hier die wichtigsten Antworten der Schaltungsentwickler, warum sie den DC-Leiterbahn-Widerstand genau kennen und bestimmen möchten... |
| 1. Weil die
Versorgungsspannungen und damit die Schaltschwellen niedriger werden.
1V ist nicht ungewöhnlich und so verbleibt nur mehr ein geringer Signal-Rausch-Abstand. Dies gilt speziell für Prozessoren und Hochstrom-Komponenten mit mehreren Ampere Stromaufnahme. |
| 2. LVDS und Gigabit Ethernet
besitzen DC-terminierte Übertragungsleitungen
Zu hoher Leiterbahnwiderstand verursacht Gleichtakt-Probleme beim Empfänger. |
| 3. Bei feinen
Leiterbahnen führt der DC-Widerstand zu starker Signaldämpfung. Lange, schmale Leiterbahnen und serielle High-Speed Busse wie Gigabit Ethernet und LVDS zeigen zu starke Signaldämpfung, wenn der Leiterbahnwiderstand zu hoch ist. |
| 4. Weil OEM´s dies so
spezifizieren!
- für Leiterbahnen mit 75 µm (3 mils) und darunter |
| 5. Bei manchen
Leiterbahnen ist der höhere Widerstand erwünscht, um den Stromfluss zu
begrenzen.
Bei "Hot-Swap" PC-Karten wird der Widerstand zur Strombegrenzung genutzt. Dies ist eine von mehreren Anwendungen, bei welcher der Leiterbahnwiderstand genutzt wird. Weitere Anwendungen sind z.B. Strom-Meßwiderstände in Schaltnetzteilen oder sogar Heiz-Leiter für Niedrigtemperaturanwendungen. |
| 6. Die Wiederauferstehung
von Stromversorgungsleitungen Schaltungsentwickler gehen zurück zu klassischen Stromversorgungsleitungen, da einfach nicht mehr genug Lagen vorhanden sind... Bei Low-Voltage-Logik ist es zudem wichtig, den Leiterbahnwiderstand der Versorgung zu kennen, da der zulässige Spannungsabfall geringer ist. |
| 7. Manche Microvia-Boards
neigen zu Problemen bei der Durchkontaktierung... Diese Probleme können frühzeitig erkannt werden, da der Leiterbahnwiderstand durch das Via höher als zulässig ist. |
| 8.
Leiterplattenhersteller definieren die Impedanz durch Änderung der
Leiterbreite. Obwohl dies eine durchaus normale und akzeptierte Praxis ist, wird bei geringen Leiterbreiten ein Punkt erreicht, bei welchem eine weitere Reduzierung der Leiterbreite die Dämpfung erhöht und die Anstiegszeiten entlang einer Übertragungsleitung beeinflusst. |
| 9.
Schaltungsentwickler streben nach einer Reduktion des Anteils der
Harmonischen, um EMV-Probleme zu vermeiden. Dies ist fast der gegenteilige Effekt von Punkt 8, wobei der inhärente Widerstand einer feinen Leiterbahn zur kostengünstigen Reduzierung der Hochfrequenzanteile einer Clockleitung oder einer High-Speed-Datenleitung eingesetzt wird und somit EMV-Probleme vermeiden hilft. |
| 10. Nicht nur die
Leiterbahnen werden schmäler sondern... Es gibt Bestrebungen, 1/4 Unzen Cu Folien (0.35 Tausendstel Zoll) einzusetzen. Diese schrumpfenden Geometrien führen unvermeidlich zu höherem Serienwiderständen. |
| 11. Schaltungsentwickler
können das Verhalten der Schaltung besser simulieren wenn sie den Serienwiderstand der fertigen Leiterplatte kennen. Dies ist wichtig für Modellierungs- und Simulationswerkzeuge. |
| 12. In der
Mobilkommunikation wo Größe und Platzbedarf das Design stark einschränken, ist der DC-Widerstand sehr wichtig für ein effizientes Design der Antenne. |
| Zusammenfassung Designer von High-End-Schaltungen haben den DC-Widerstand immer schon berücksichtigt. Mit steigenden Betriebsfrequenzen und immer kleiner werdenden Geometrien sowie niedrigeren Versorgungsspannungen ist der DC-Widerstand eine Hauptursache für Dämpfung in High-Speed Designs. Diese Dämpfung ist manchmal gewünscht (EMV), in den meisten Fällen begrenzt diese die maximale Betriebsfrequenz und Leiterbahnlängen. Die genaue Kenntnis des tatsächlichen DC-Widerstandes und die Produktionsschwankungen wird daher für Schaltungsentwickler zunehmend wichtiger. |
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