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捷多邦为你详解PCB线路板阻抗控制

2020
07/01
本篇文章来自
捷多邦

一、什么是特性阻抗?


高频讯号或电磁波在电子设备讯号传输线传输时所受到阻力,即为特性阻抗。其符号为Zo,简称阻抗。

阻抗控制二、阻抗控制的定义


指客户对板件的特性阻抗在控制上有要求,并且按照阻抗计算公式计算后必须采取措施控制PCB板上的阻抗,使之位于一定的范围 (公差)以内。

阻抗测试范围:50-150Ω;单线:50Ω/75Ω;对线:90Ω/100Ω/125Ω。

当前阻抗控制公差在10%,甚至5%以内,难度相当高。


三、信号传输线的定义


当信号在PCB导线中传输时,若导线的长度不小于信号波长的1/7时,此时的导线便成为信号传输线。对于信号传输线,若线路特性阻抗控制不当,信号会反射(或部分反射)回来,使得信号无法传送或受到干扰。 因此,为保持传输信号的完整、可靠、精确、无干扰、无噪音,需要高精度控制特性阻抗。

四、阻抗类型


阻抗类型有四种,按其控制难度从难到易依次为:内层双线 > 外层双线 > 外层覆阻焊单线阻抗 > 内层单线阻抗。
在计算加工难度最大的内层双线阻抗传输线时,通常有两种方式:


1、微带线:在实际中广泛采用,其外层为控制阻抗的信号线面, 它和与之相邻的基准面之间用绝缘材料隔开。

2、带状线:指镶嵌在两个交流地层间的薄细导线,与微带线比较,每层电路与地层的电子耦合更近,电流间的串扰会更低。

五、影响特性阻抗的主要因素


主要因素包括介电常数、介质厚度、导线宽度、导线厚度、 阻焊厚度等。研究表明,特性阻抗还受阻焊油墨厚度影响,因此,设计前需要选好PCB板的基板材料、覆铜板材(铜箔 厚度)、介质层半固化片的材料(介电常数)、油墨等。


1、介电常数


介电常数由材料在一定频率下测量确定(如1MHz);不同生产厂家生产的同种材料由于其树脂含量不同而导致其介电常数不同。


2、介质厚度


特性阻抗与介质厚度的自然对数成正比,特性阻抗值随介质厚度的增加而增大,即使在相同介质厚度和材料下,微带线结构的设计比带状线设计具有较高的特性阻抗值,一般 大20-40Ω。因此,对于高频和高速数字信号传输大多采用微带线结构设计。


3、导线厚度


导线厚度等于基铜厚度加上镀层厚度。导线厚度越大,其特性阻抗就越小,但影响相对较小。
导线厚度主要受以下一些因素的影响:


(1)基铜箔的厚度。

(2)前处理中的机械刷磨和微蚀刻会使铜厚变薄。

(3)电镀会使铜变厚。


4、线宽


当PCB设计完成之后,介电常数、介质宽度和导线厚度三个参数基本上就相对固定下来;而导线宽度完全是由PCB 生产过程中加工出来的。改变和控制线宽是控制PCB特性阻抗值和变化范围的最根本途径和方法。

六、捷多邦特性阻抗参数:


板材介电常数:DK 4.2-4.6

阻焊介电常数:DK 3.7-3.9

铜厚:按客户要求

阻焊厚度:以下厚度按1oZ

C1(基材油厚) 1.0 mil

C2(线面油厚) 0.5 mil

层数:2—20层

阻抗公差:±10%(极限±8%)

注:客户如果要求需要我司提前算阻抗便于设计,需提供:板 厚,铜厚,层数,需设计于哪一层。

the end