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FPC阻抗控制

文章来源：作者：龚爱清查看手机网址

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人气：9806发布日期：2016-08-10 11:07【大中小】

阻抗控制电子讯号传输电缆的应用，是FPC最适合发挥能力的应用之一。因为高速、高性能的电子产品快速增加，使用阻抗控制互连技术的产品可以期待会成长。后续内容是一些可以取得的FPC结构类型，图8-25所示为各个类型的范例。

在制作阻抗控制线路时，精准控制遮蔽与线路间的均匀间隙并小心选择介电质材料是必要的。在这个等级的FPC，其每单位长度电容量是均匀并符合导线的有效电感。

阻抗决定传输效率：当互连线路的阻抗符合装置需要的阻抗，讯号转换是处于最佳状态且反射也最小。当阻抗不搭配，部分的能量会被反射，其反射的百分比与阻抗呈现比率关系：

R=（Z-Zd）/（Z+Zd）

此处Z是FPC的阻抗而Zd是装置的阻抗

因此如果我们有50-Ω的装置而它连接到40-Ω的FPC线路，则会有11%的能量（10/90）会被反射，而会有89%会被转换。

一、共平面条线

这是以非常简单方法产生的阻抗控制电缆，线路是以一层金属交替制作接地与电源，这种结构相当适合比较高特性阻抗的设计，这种设计的弱点是对EMI杂讯比较敏感。

二、微条线路

微条线设计是一种两层FPC结构，其中一层金属是专门用来做接地用途。这种线路已经成功用在传输线应用，一般目标是设计成50Ω的特性阻抗，且时常被用在单一端点互连上，也可以制作比较高的特性阻抗，但是时常会损及挠曲性。

三、条线

条线线路与传输线电缆，也是FPC可以有相当优异表现的应用。接地层被设计在两面，可以达到相当好的讯号整合能力。不过这种结构都不会太柔软，这源自于使用了额外的介电质与金属薄膜。条线结构时常被设计成100Ω，且时常被用在差动配对互连设计。

四、360°遮蔽条线

360°遮蔽条线结构，尝试以讯号线四边围绕接地结构，来复制同轴电缆结构的效能。这种应用，主要是应对串顾忌比较大的结构，可以获得最大的讯号整合效果。如果条线FPC，这种结构的硬度会比较高。

五、假同轴电缆

某些研究者进一步采用360°条线结构，利用沿着FPC长方向制作电镀通孔或电镀长沟作为接地结构，以进一步改善讯号线FPC遮蔽效果。

六、CAD工具与连接转换状况

FPC设计是件麻烦的工作，有许多特别设计元素必须要注意，以方便设计能够容易进入制造程序。有些重要辅助技术，可以在电脑辅助设计系统中看到，比较新的CAD方案已经可以符合FPC设计者特殊需求。

由于新电子产品更强调使用FPC，CAD工具供应商如：Mentor Graphics也产生了一些新的工具来应对这些新增的需求。这些新的工具不仅帮助制作特定适当的连接，也可以面对各种机械性需求曲线布局做出避免应力提升的设计。

正确了解从连接器或元件到一片阻抗控制FPC的转化，与关注线路阻抗表现本身一样重要。产品时常会因为使用不当连接器或元件而产生更大讯号损失与反射，这可能比在最差导体/遮蔽/介电质FPC设计还严重，因此为阻抗控制软板设计测试治具是一个相当复杂的工作。时域反射测试仪被用来检查避免产生讯号传输问题，产出的测试结果当然可以做为有力证据，不过有时候也会产生误导。

一般而言要保持期待的阻抗需要关注断面变化，例如：从平面FPC到同轴连接器，可以用逐渐缩减斜度的导线与介电质厚度来建构。平滑斜度可以制作出高频率的产品，要达到giga-hertz范围则需要非常准确、讲究的转换设计，相关连接器与元件设计都可以用在与电路板进行互连。对进一步介面设计细节，最好是与专业制造商进行接触讨论。

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