Designtipp Signalintegrität

Neue Möglichkeiten zur Impedanzanpassung

Prepreg 2113

Würth Elektronik hat ein weiteres Prepreg qualifiziert, mit dem die Lücke in Bezug auf den Lagenabstand zwischen Prepreg 1080 und Prepreg 2116 geschlossen wird. Mit dem Prepreg 2113, mit einer Dicke von ca. 88 µm, gibt es neue Möglichkeiten bei der Gestaltung der Leiterbahnbreiten von impedanzangepassten Leiterplatten.

Microstrip Strukturen auf den Außenlagen mit einer Masselage auf der ersten Innenlage ist eine sehr häufig verwendete Variante bei impedanzangepassten Leiterplatten, ob mit oder ohne Microvias.

Für den Lagenabstand standen bisher dafür entweder das dünne 1080 Prepreg (ca. 68 µm) oder das 2116 Prepreg (ca. 108 µm) zur Verfügung. Beide sind nicht optimal was die Erfüllung aller gängigen Impedanzanforderungen angeht.

Mit dem 1080 Prepreg ist der Lagenabstand zu gering um eine differentielle Impedanz von 100 Ohm zu realisieren. Für eine Single Impedanz von genau 50 Ohm ist eine Leiterbahnbreite von 94 µm erforderlich, was üblicherweise mit Mehrkosten verbunden ist.

Für differentielle Impedanzen ist das 2116 Prepreg ideal, allerdings ist dann eine Leiterbahnbreite von 165 µm für die Single Impedanz in vielen Designs mit hoher Packungsdichte problematisch. Diese Nachteile werden durch das 2113 Prepreg, das mit einer Dicke von ca. 88 µm genau zwischen den beiden anderen Typen liegt, weitgehend ausgeräumt.

Prepreg - Übersicht  
Prepreg (je 1 mal) 1080 2113 2116
Lagenabstand über Masselage
(verpresste Dicke, 35 µm Kupfer L2) 		68 µm 88 µm 108 µm
LB-Breite
50 Ω Single Impedanz
 94 µm 129 µm 165 µm
LB-Breite
LB-Abstand
100 Ω diff. Impedanz


94 Ω mit 100 / 320 /100 µm 		100 µm
192 µm 		100 µm
138 µm
Microvia Padgröße 300 µm
(275 µm) 		350 µm
(vorläufig) 		350 µm

Das 2113 Prepreg ist in Europa für viele noch neu, in Asien wird es häufig eingesetzt. Bei Würth Elektronik ist das 2113 Prepreg seit kurzem nun verfügbar!

Da komplexe Leiterplatten aus Zuverlässigkeitsgründen immer häufiger mit einem low CTE Material hergestellt werden, um vor allem die Z-Achsenausdehnung gering zu halten, ist auch nur dieser Materialtyp für das 2113 eingeplant, ein gefülltes halogenfreies Material mit einem Tg von 150° C.

Anmerkung:

Die Verwendung von zwei 106er Prepregs mit einer Dicke von jeweils 50 µm ist nicht zu empfehlen. Diese Prepregs sind um ein vielfaches teuerer als die anderen drei. Und aufgrund des hohen Harzanteils muss mit deutlich größeren Dickenschwankungen gerechnet werden, was natürlich nachteilig für die Impedanzen ist, und auch die prozesssichere Herstellung von Microvias erschwert.

Ähnliches gilt für die Verwendung eines sehr harzreichen 1080er Prepregs mit ca. 80 µm Dicke anstelle eines Prepreg 2113.