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1、实用文档之PCB阻抗设计 及计算简介回(characieri&c Imp&ance No )flsas aafims isiBssbB M3 HY1O - xsfimsss fflsw 3B3i3s.所起的阻碍作用叫做阻抗。设计阻抗的目的随着信号传送速度迅猛的提高和高频电路的广 泛应用，对印刷电路板也提出了更高的要 求。印刷电路板提供的电路性能必须能够使 信号在传输过程中不发生反射现象，信号保 持完整，降低传输损耗，6到匹配阻抗的作a、ss isu* aR ss* s F SM33SS33S asms ssssss 9ss KES%、asss 汕。JJk设计阻抗的目的因此，在有高频信号传输的P
2、CB板中，特性阻抗的 Mftll匚=1当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的 PCB设计之后，则特性阻抗值已确定，但是真正要 做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值 的范围内，只有通过PCB生产加工过程的管理与 控制才能达到。设计阻抗的目的于一良的阻抗好的阻玖羽:s . Kswss、V!盛翎cEOCJ._.-LilLL_ n苛uum一od.MMM40OdMSItta 4si ssis富炼置口最aminos 着汕昌套 串, ,餐 s 10*sss 8iH8.ffiHtts , ssss阻抗值与各影响因素的关系3,线厚（线路铜厚）:减小线厚可.人 .4 -in . J -s * rn
3、 ,减小线厚可增大阻抗,增大线厚可减小阻抗；线厚可通过图形电镀或选用相应厚度的基材铜箔来 控制。对铜厚的控制要求均匀对细线,孤立的线的板加上 分流块，其平衡电流，防止线上的铜厚不均，影 响阻抗对。、与ss面铜分布极不均的情况，要对板进行交 叉上板，来达到二面铜厚均匀的目的阻抗值与各影响因素的关系减小阻抗，减小介电常数可4、介电常数： 增U0介电常数，可减小H抗，减小介电常数可增大 阻抗.介电常数主要是通过材料来控制。不同板材其介电常数不一样，其与所用的树脂材料 有关：FR4板材其介电常数为3.94.5,其会随 使用的频物加减小聚四氟乙烯板材其介电常数为 2.23.9 间要获得高的信号传输要求高
4、的阻抗值，从而要低的 介电常数啪谨*9理剧1HTW e isiiBs，男 z 咽期强一/i潮丈 ziate， 潮丈&祖他 wa zqf她都as:srna 丫瘵咽ma剧g旨ami各参数的影响程度m 4a曰由2454介质层厚度48W阻航设计中考虑的其它因素布线密度的大小 板材以及半固化片型号的选择 层间介质厚度是否可满足加工要求最终板厚是否可满足客户要求阻抗设计软件介绍-我司主要使用的阻抗设计软件为Polar-Si8000-该软件总共包含了 93种阻抗计算模式设计中常用的模式有6种，外层选用无阻焊覆盖模 式阻抗设计模式选择外层差分无阻焊模式 W1f线宽 T1：铜厚-H1：阻抗线到其参考层的高度 W
5、2：上线宽 Erl：层间介质的介电常数 S1：线向距Mflw 尸 wa s 尸 ti 曲saIBlll HldrrH2sl!l汕：盟毋sdrr# 并alHMaH1drrHZfisaE:芯板贴膜2W1退膜曝光显影如上图所示 而与下方接且 W1W2蚀刻从图中可知，下线宽W1所接触的介质为芯板，因此阻抗计算软件中的H1值即为芯板厚度，Erl. Er2即为对成介质的介电常数阻抗计算涉及参数FR4板材厚度不包含铜箔厚度板材包含铜箔厚度板材(H/H 1/1 2/2 H/1)(H/H. 1/1. 2/2. H/1)-0.10mm0.36mm- 0.8mm1.0mm-0.13mm0.41mm- 1.1mm1.
6、2mm-0.15mm0.45mm- 1.3mm1.4mm-0.18mm0.51mm- 1.5mm1.6mm- 0.21mm0.60mm- 1.8mm1.9mm- 0.25mm0.71mm- 2.0mm2.5mm- 0.30mm0.80mm- 3.0mm3.2mm注：HH、1/1、2/2代表芯板两面的铜箔厚度分别为0.5Oz. 1Oz. 2Oz尊辛富胃暑US 0.5OZ 普 loz阻抗计算涉半固化片类1061080331321167628开U类别型TgW170理论实际厚度（mm）0.05130.07730.10340.11850.1951介电常数3.63.653.853.954.2N4000-1
7、3(21130.1054)理论实际厚度（mm）0.06630.08410.09960.13510.2019介电常数3.73.73.73.73.7IT180A、S1000-2B理论实际厚度（mm）0.05950.07320.10420.12250.2043介电常数3.93.954.154.254.5阻抗计算涉及参数1.2介质层厚度与介电常数性益及等同材料）:类别芯板mm0.0510.0750.1020.130.15Mil23.045.15.9TgW17 0介电常数3.63.653.953.953.65IT180A、S1000-2介电常数3.93.954.254.253.950.180.210.2
8、50.360.510.71N0.87.08.271014.52028N31.54.23.953.954.24.14.24.24.54. 254.254.54.44.54.5注：多种半固化片组合的介电常数取其算术值。板厚精度：根据来 料实测厚度，阻抗设计计算叠层厚度与层间介质层厚度时按来料实 际厚度及根据线路分布率进行计算。下表为常用高TG FR4半固化片在不同条件 下的厚度取tt (mil),(其中电地层布线率按 75%，信号层按25%)仅供参考，实际应按线 路分布率来计算。介质厚度PP型PP标称厚度0.5ozCopper/GndGnd/GndCopper/SignalGND/signalSi
9、gnal/Signal对应流胶填充厚度0.160.320.480.640.961062.342.182.021.861.71.3810802.882.722.562.42.231.9233134.13.943.783.623.453.1421164.824.664.54.344.183.8676288.047.887.727.567.397.08介质厚度PP型PP标称厚度1ozCopper/GndGnd/GndCopper/SignalGND/signalSignal/Signal号对应流放填充厚度0.310.620.931.241.861062.342.031.721.411.10.4810
10、802.882.572.261.951.641.0233134.13.793.483.172.862.2421164.824.514.23.893.582.9676288.047.737.427.116.86.18阻抗计算涉及参数FR4半固化片使用考 虑流胶后的实际厚度计算方法：类型_:芯板与铜箔之间（单面填胶）类型二：内层芯板之间（双面填 胶）（表层的残铜率取类型一：实测厚度=理论厚度铜厚* （1-残铜率）100%,光板残铜率为0）类型二：实测厚度=理论厚度-铜厚1* （ 1-残铜率1）-铜厚2* （ 1-残铜率2）阻抗计算涉及参数.内外层铜厚及线标称基铜规格（um）183570内层计算铜厚
11、T （mil）0.651.252.56外层计算铜厚T （mil）2.22.94.2基铜厚上线宽(mil)W2下线宽（mil） W1线距（mil）S1内层18umW0-0.1W0S03 gl3 gl B3 gl BW0-0.9W0-0.6W0-1.2W0-0.4W0+0.9W0+0.7W OW OS0-0.9S0-0.7阻抗计算涉及参数由于我司设计阻抗时采用不盖阻焊模式，而实际上阻焊对外层阻抗是有影响的，且客户要求阻抗控制的线一般为覆盖阻焊的，故我司工艺经生产试验总结出阻焊对外层阻抗的影响采取以下公式校正：（外信不覆盖 及内层不需校正）阻抗HZ0（覆盖阻）= Zx（不覆盖阻）*0.9+3.2举例
12、-要求 Zo=50Ohm 阻抗-那么 Zx =(50 - 3.2)/0.9=52欧-Z*为SI8000软件计算值。Nss ssl 0008IS n 着着 耄 ooos Hs 耄 ooos & s OZI *冒着胃.q I sttKssis s.ssss as sttssis0崩忌liteI u 阻抗计！Kh计算阻抗计算涉及特殊阻抗计算1a.客要求100欧姆，工程按95欧姆设计）b.介质厚210mm:按客户要求阻抗-10欧姆阻抗计算中须注意的问题-客户若有阻抗控制要求时需提供以下信息：阻抗控制线宽、所在层,要求阻抗值、板厚,铜厚,层闻介质厚度要求（有 时可能无）。可在GERBER文件中说明（一般在孔位图层） 或其它文档中进行说明根据设计文件选用对应的阻抗计算模式输入正确的各项参数特别注意H1, &参的取值，其线路方向是决定11, H2区间的关键结 束!
