一:通常阻抗計算中常見的模式
1:表層阻抗
2:內(nèi)層阻抗
二,設計中需要的條件
板厚
層數(shù),信號層數(shù),電源層數(shù)
基板材料
表面工藝
阻抗值
阻抗公差
銅厚
檢驗標準
2,從PCB制作的角度來說,影響阻抗阻值有7大關(guān)鍵因素, 介質(zhì)厚度(H),介電常數(shù)(DK),銅厚(T),殘銅率,線寬(W),線距(S),阻焊厚度
a 介質(zhì)厚度H
如以下示意圖中H的值即為介質(zhì)厚度,介質(zhì)的厚度是影響阻抗值的最主要因素,阻抗能否控制的到就看這一點。介質(zhì)厚度與阻值成正比,增加介質(zhì)厚度可以提高阻抗值,反之降低介厚度可以減小阻抗值不同的PP(粘合片)有不同的膠含量與厚度,其壓合后的實際厚度不相同,所以要根據(jù)計算出來的去匹配H的厚度。
b 介電常數(shù)(DK)
介電常數(shù)與阻抗成反比,增加介電常數(shù)可以減小阻抗,減小介電常數(shù)可以增大阻抗,介電常數(shù)主要是通過材料材質(zhì)來控制。不同材料材質(zhì)的介電常數(shù)都不一樣,與所用的材料有關(guān),如FR4材料其介電常數(shù)大概為3.8-4.8之間,這種材料的介電常數(shù)不穩(wěn)定不適合用在高頻電路中。聚四氟乙烯材料其介電常數(shù)為2.2-3.9之間,相比FR4要穩(wěn)定的多,所以常用在高頻板中。
c 銅厚(T)
銅厚與阻抗成反比,增加銅厚可以減小阻抗,反之減小銅厚可增大阻抗,銅厚可以通過圖形電鍍或選用相應厚度的基材銅箔來控制。對銅厚的控制要求均勻,對細線,孤立的線需多補償,或分上分流銅塊,使電流平衡,防止線上的銅厚不均從而影響阻抗。
d 線寬線距(W,S,D)
線寬與阻抗成反比,增加線寬可以減少阻抗,減小線寬可以增大阻抗,線距與阻抗成正比,增加線寬可以增加阻抗,減小線寬可以減少阻抗。線寬的公差一般按+/-10%管控,信號線的有缺口會影響整個測試波形,所以阻抗線不允許有補線,有缺口的情況出現(xiàn),線寬線距精度主要是通過蝕刻控制,為了保證線寬線距,工藝會根據(jù)蝕刻側(cè)蝕量,光繪誤碼差,線路圖形轉(zhuǎn)移誤差,對工程底片進行特別工藝補償,以達到要求的線寬線距。
e 阻焊厚度
印上阻焊會使外層阻抗減小,阻焊厚度與阻抗成反比,正常情況下印刷一次阻焊可以使單端阻抗下降 2 ohm, 可以使差分阻抗下降5-6 ohm,印刷2次阻焊可以下降兩倍。所有有阻抗的板對阻焊厚及阻抗線有沒有蓋阻焊油要標示清楚。
三:阻抗計算
阻抗計算愛彼電路主要用到的計算軟件為Polar-SI9000, 此軟件總共包含了93種阻抗計算模式,常用的為文章中開始提到的8種。計算過程中一般會根據(jù)要求或文件中是否要用到蓋阻焊計算還是不蓋阻焊計算。
阻抗計算方法
外層差分阻抗蓋阻焊計算方式
H1 介質(zhì)厚度
Er1 介質(zhì)度的介電常數(shù)
W1 線寬
W2 上線寬
S 間距
T 銅厚
C 阻焊的厚度
Er2 阻焊介電常數(shù)
此處為什么為產(chǎn)生W1,W2之分,請見下圖制作流程。由于生產(chǎn)中蝕刻藥水對銅表面的接觸充分,而與下面的的接觸相對較少,因此蝕刻出來的線寬在放大鏡下觀看形狀為梯形,且W1大于W2,所以有W1和W2之分即為大家所說的上線寬,下線寬這個差一般為0.5-1mil之間,從而能得到更精準的阻抗值。
銅厚有0.5oz(17um),1oz(35um),2oz(70um)
常用PP(粘合片)的規(guī)格型號及相對應的厚度:
阻抗計算涉及參數(shù)之粘合片使用考慮流膠填膠后的實際厚度計算方法。