PCB常用阻抗設(shè)計(jì)及疊層

1、PCB阻抗設(shè)計(jì)及疊層目錄前言 .5第一章阻抗計(jì)算工具及常用計(jì)算模型 .81.0阻抗計(jì)算工具 .81.1阻抗計(jì)算模型 .81.11.外層單端阻抗計(jì)算模型 .81.12.外層差分阻抗計(jì)算模型 .91.13.外層單端阻抗共面計(jì)算模型 .91.14.外層差分阻抗共面計(jì)算模型 .101.15.內(nèi)層單端阻抗計(jì)算模型 .101.16.內(nèi)層差分阻抗計(jì)算模型 .111.17.內(nèi)層單端阻抗共面計(jì)算模型 .111.18.內(nèi)層差分阻抗共面計(jì)算模型 .121.19.嵌入式單端阻抗計(jì)算模型 .121.20.嵌入式單端阻抗共面計(jì)算模型 .131.21.嵌入式差分阻抗計(jì)算模型 .131.22.嵌入式差分阻抗共面計(jì)算模型 .1

2、4第二章雙面板設(shè)計(jì) .152.0雙面板常見阻抗設(shè)計(jì)與疊層結(jié)構(gòu).152.1.50 100 | 0.5mm .152.2.50 | 100 | 0.6mm .152.3.50 | 100 | 0.8mm .162.4.50 | 100 | 1.6mm .162.5.50 70 | 1.6mm .162.6.50 | 0.9mm | Rogers Er=3.5 .172.7.50 | 0.9mm | Arlon Diclad 880 Er=2.2 .17第三章四層板設(shè)計(jì) .183.0.四層板疊層設(shè)計(jì)方案 .183.1. 四層板常 見阻抗 設(shè)計(jì)與疊層結(jié)構(gòu) .193.10.SGGS | 50 55 60

3、 | 90 100 | 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm.193.11.SGGS | 50 55 60 | 90 100 | 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm.203.12.SGGS | 50 55 60 | 90 95 100 | 1.6mm .213.13.SGGS | 50 55 60 | 85 90 95 100 | 1.0mm 1.6mm .223.14.SGGS | 50 55 75 | 100 | 1.0mm 2.0mm .233.15.GSSG | 50 | 100 | 1.0mm .2313.16.SGGS | 75 |10

4、0 105 | 1.3mm 1.6mm .243.17.SGGS | 50 100 | 1.3mm.243.18.SGGS | 50 100 | 1.6mm.253.19.SGGS | 50| 1.6mm |混壓 .253.20.SGGS | 50| 1.6mm |混壓 .263.21.SGGS | 50 | 100 | 2.0mm .26第四章六層板設(shè)計(jì) .274.0.六層板疊層設(shè)計(jì)方案 .274.1.六層板常見阻抗設(shè)計(jì)與疊層結(jié)構(gòu).284.10.SGSSGS | 50 55 | 90 100 | 1.0mm .284.11.SGSSGS | 50 | 90 100 | 1.0mm .294.

5、12.SGSSGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .304.13.SGSGGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .314.14.SGSGGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .324.15.SGSSGS | 50 75 | 100 | 1.6mm .334.16.SGSSGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .344.17.SGSSGS | 50 | 100 |1.6mm .354.18.SGSSGS | 50 60 | 90 100 | 1.6mm .364.19.SGSSGS | 50 60 | 100 110 | 1.6mm .374.2

6、0.SGSSGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .384.21.SGSSGS | 65 75 | 100 | 1.6mm .394.22.SGSGGS | 50 55 | 85 90 100 | 1.6mm .404.23.SGSSGS | 50 55 | 90 100 | 1.6mm .414.24.SGSGGS | 50 55 | 90 100 | 1.6mm .424.25.SGSGGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .434.26.SGGSGS | 50 60 | 90 100 | 1.6mm .444.27.SGSGGS | 37.5 50 | 100 |

7、 2.0mm .454.28.SGSGGS | 37.5 50 | 100 | 2.0mm .464.29.SGSGGS | 37.5 50 | 100 | 2.0mm .474.30.SGSGGS | 37.5 50 | 100 | 2.0mm .48第五章八層板設(shè)計(jì) .495.0.八層板疊層設(shè)計(jì)方案 .495.1.八層板常見阻抗設(shè)計(jì)與疊層結(jié)構(gòu).505.10.SGSSGSGS | 50 55 | 90 100 | 1.0mm .505.11.SGSGGSGS | 50 55 | 90 100 | 1.0mm .515.12.SGSGGSGS | 55 | 90 100 | 1.0mm .52

8、5.13.SGSSGSGS | 55 90 100 | 1.6mm .535.14.SGSGGSGS | 50 | 100 | 1.6mm .545.15.SGSGGSGS | 55 90 100 | 1.6mm .555.16.SGSGGSGS | 50 55 | 100 | 1.6mm .565.17.SGSSGSGS | 37.5 50 55 75 | 90 100 | 1.6mm .575.18.SSGSSGSS | 50 | 100 | 1.6mm .585.19.SGSGSSGS | 50 55 | 90 100 | 1.6mm .595.20.GSGSSGSG | 50 60 |

9、 100 | 2.0mm .6025.21.SGSGGSGS | 37.5 50 55 75 | 90 100 | 2.0mm .615.22.SSGSSGSS | 50 55 60 | 100 |21162.0mm .625.23.SGSG GSGS | 55 | 90 100 |21162.0mm .635.24.SGSGGSGS | 50 65 70 | 50 85 100 110 |2.0mm .645.25.GSGSSGSG | 50 |100 | 2.0mm.655.26.SGSGSSGS | 50 55 60 | 85 90 100 |2.0mm .665.27.SGSSGSGS

10、 | 50 55 | 90 100 |2.0mm .68第六章十層板設(shè)計(jì) .696.0十層板疊層設(shè)計(jì)方案 .696.1.十層常見阻抗設(shè)計(jì)與疊層結(jié)構(gòu) .706.10.SGSSGSGSGS | 50 | 100 | 1.6mm .706.11.SGSSGSGSGS | 50 | 100 | 1.6mm .716.12.SGSSG GSSGS | 50 | 90 100 | 1.6mm .726.13.SGSGG SGSGS | 50 | 90 100 | 2.0mm.736.14.SGSSGGSSGS | 50 | 100 | 1.8mm .746.15.SGSSGGSSGS | 50 | 100

11、 | 2.0mm .756.16.SGSSGGSSGS | 50 | 90 100 | 2.0mm .766.17.SGSGGSGSGS | 50 | 100 | 2.0mm .776.18.SGSSGSGSGS | 50 | 90 100 | 2.0mm .786.19.SGSGSGGSGS | 50 | 100 | 2.0mm .796.20.SGSGSGGSGS | 50 75 | 150 | 2.4mm .806.21.SGGSSGSGGS | 50 75 | 100 | 1.8mm .81第七章十二層板設(shè)計(jì) .827.0十二層板疊層設(shè)計(jì)方案 .827.1十二層常見阻抗設(shè)計(jì)與疊層結(jié)構(gòu).

12、837.10.SGSGSGGSGSGS | 33 37.5 40 50 | 85 90 100 | 1.6mm .837.11.SGSSGSSGSSGS | 50 | 100 | 1.6mm .847.12.SGSGSGGSGSGS | 50 | 100 | 1.6mm .867.13.SGSGSGGSGSGS | 33 37.5 40 50 | 85 90 100 | 1.6mm .877.14.SGSGSGGSGSGS | 33 37.5 40 50 | 85 90 100 | 1.6mm .887.15.SGSSGGSSGSGS | 45 50 | 100 | 1.6mm .907.16

13、.SG SG SG GS GS GS | 50 | 100 | 1.6mm .917.17.SGSGSGGSGSGS | 50 60 | 100 | 2.0mm .927.18.SGSGSGGSGSGS | 50 55 | 90 100 | 2.0mm .937.19.SGSGSGGSGSGS | 50 60 | 100 | 2.2mm .943前言隨著信號傳輸速度的迅猛提高以及高頻電路的廣泛應(yīng)用 ,對印刷電路板也提出了更高的要求 ?要得到完整 ?可靠 ?精確 ?無干擾 ?噪音的傳輸信號 ?就必須保證印刷電路板提供的電路性能保證信號在傳輸過程中不發(fā)生反射現(xiàn)象 ,信號完整 ,傳輸損耗低 ,起到匹

14、配阻抗的作用 ?為了使信號 , 低失真低干擾 ?低串音及消除電磁干擾 EMI?阻抗設(shè)計(jì)在 PCB設(shè)計(jì)中顯得越來越重要 ?對我們而言， 除了要保證 PCB板的短、斷路合格外， 還要保證阻抗值在規(guī)定的范圍內(nèi)，只有這兩方向都合格了印刷板才符合客戶的要求。牧泰萊電路技術(shù)有限公司作為快速響應(yīng)市場的 PCB制造服務(wù)商 ,在建廠以來我們就對阻抗進(jìn)行了大量的研究和開發(fā) ?并且該類產(chǎn)品已成為公司的特色產(chǎn)品 ,在 pcb 業(yè)界留下很好的口碑 ?隨著 “阻抗 ”的進(jìn)一步擴(kuò)展和延伸 ,我們作為專業(yè)的 PCB制造服務(wù)商 , 為能向客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和高質(zhì)的服務(wù)，對該類 PCB的合作方面做如下建議：對于 PCB 的阻抗控

15、制而言 , 其所涉及的面是比較廣泛的，但在具體的加工和設(shè)計(jì)時(shí)我們一般控制主要四個因素 :Er- 介電常數(shù)H- 介質(zhì)厚度W- 走線寬度T- 走線厚度Er( 介電常數(shù) ) 大多數(shù)板料選用 FR-4, 該種材料的 Er 特性為隨著加載頻率的不同而變化 , 一般情況下 Er 的分水嶺默認(rèn)為 1GHZ(高頻 ) ?目前材料廠商能夠承諾的指標(biāo) <5.4(1MHz)根據(jù)實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn) , 在使用頻率為 1GHZ以下的其 Er 認(rèn)為 4.2 左右 1.5 2.0GHZ 的使用頻率其仍有下降的空間 ?故設(shè)計(jì)時(shí)如有阻抗的要求則須考慮該產(chǎn)品的當(dāng)時(shí)的使用頻率 ? 我們在長期的加工和研發(fā)的過程中針對不同的廠商已經(jīng)

16、摸索出一定的規(guī)律和計(jì)算公式 ?我們?nèi)坎捎眯袠I(yè)內(nèi)最好的生益板料，其各項(xiàng)參數(shù)都比較穩(wěn)定。7628-4.5(全部為 1GHz狀態(tài)下 )42116-4.21080-3.8H(介質(zhì)層厚度 ) 該因素對阻抗控制的影響最大, 如對阻抗的精確度要求很高, 則該部分的設(shè)計(jì)應(yīng)力求精準(zhǔn),FR-4 的 H的組成是由各種半固化片組合而成的( 包括內(nèi)層芯板 ), 常用的半固化片為 :1080 厚度 0.075MM?3313 厚度 0.09MM?2116 厚度 0.115MM?2116H厚度 0.12MM?7628 厚度 0.175MM?7628H厚度 0.18MM?在多層 PCB中 H一般有兩類 :A?內(nèi)層芯板中 H

17、的厚度 : 雖然材料供應(yīng)商所提供的板材中H 的厚度也是由以上幾種半固化片組合而成, 但其在組合的過程中必然會考慮材料的特性, 而絕非無條件的任意組合 , 因此板材的厚度就有了一定的約束, 形成了一個相應(yīng)的板料清單,同時(shí) H也有了一定的限制 ?如0.18mm 1/1 OZ的芯板為 : 2116如 0.5mm 1/1 OZ的芯板為 :7628*2+1080B?多層板中壓合部分的 H 的厚度 : 其方法基本上與 A 相同但需注意層壓中由于填膠的損失 ?舉例 : 如 GROUNDGROUND或POWERPOWER之間用半固化片進(jìn)行填充 , 因GROUND?POWER在制作內(nèi)層的過程中銅箔被蝕刻掉的部分

18、很少 , 則半固化片中樹脂對該區(qū)的填充會很少 , 則半固化片的厚度損失會很少 ?反之如 SIGNALSIGNAL之間用半固化片進(jìn)行填充 SIGNAL 在制作內(nèi)層的過程中銅箔被蝕刻掉的部分較多 , 則半固化片的厚度損失會很大 ? 因此理論上的計(jì)算厚度與實(shí)際操作過程所形成的實(shí)際厚度會有差異 ?故建議設(shè)計(jì)時(shí)對該因素應(yīng)予以充分的考慮 ?同時(shí)我們在市場部資料審核的崗位也有專人對此通過工具進(jìn)行計(jì)算和校正 ?W(設(shè)計(jì)線寬 ) 該因素一般情況下是由客戶決定的 ?但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮線寬對該阻抗值的匹配 , 即為達(dá)到該阻抗值在一定的介質(zhì)厚度 H?介電常數(shù) Er 和使用頻5率等條件下線寬的使用是有一定的限制的,

19、并且還需考慮廠商可制造性?當(dāng)然阻抗控制不僅僅是上述這些因素, 上面所提的只是比較而言影響度較大的幾個因素 , 也只是局限于從PCB的制造廠商的角度來看待該問題的?以下是我們公司在PCB實(shí)際生產(chǎn)加工過程中 , 總結(jié)出來的一些PCB板的結(jié)構(gòu)示例。 12 層以上板于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜, 因此在實(shí)際生產(chǎn)加工過程中再根據(jù)具體的要求做具體的分析 ?6第一章阻抗計(jì)算工具及常用計(jì)算模型1.0阻抗計(jì)算工具pcb 業(yè)界最常用的阻抗計(jì)算工具是Polar公司提供的Si8000 Field Solver,Si8000是全新的邊界元素法場效解計(jì)算器 , 建立在我們熟悉的早期 Polar 阻抗設(shè)計(jì)系統(tǒng)易于使用的用戶界面之上 ?此

20、軟件包含各種阻抗模塊 , 通過選擇特定計(jì)算模塊 , 輸入線寬 , 間距 , 介質(zhì)厚度 , 銅厚 ,Er 值等相關(guān)數(shù)據(jù) , 就可以模擬算出阻抗結(jié)果 ?它具有以下兩大優(yōu)點(diǎn)。模型齊全，涵蓋了目前所能遇到的所有類型的阻抗分析功能十分強(qiáng)大，除了能進(jìn)行阻抗測算外，還可以反推參數(shù)，并確定公差范圍。1.1阻抗計(jì)算模型1.11.外層單端阻抗計(jì)算模型適用范圍：外層線路印阻焊后的單端阻抗計(jì)算：H1: 介質(zhì)厚度Er1:介電常數(shù)W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度T1: 成品銅厚C1: 基材的阻焊厚度C2: 銅皮或走線上的阻焊厚度CEr: 阻焊的介電常數(shù)71.12.外層差分阻抗計(jì)算模型適用范圍：外層線路印阻焊后的差

21、分阻抗計(jì)算：H1: 介質(zhì)厚度Er1: 介電常數(shù)W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度S1: 阻抗線間距T1: 成品銅厚C1: 基材的阻焊厚度C2: 銅皮或走線上的阻焊厚度C3: 基材上面的阻焊厚度CEr: 阻焊的介電常數(shù)1.13.外層單端阻抗共面計(jì)算模型適用范圍：外層線路印阻焊后的單端共面阻抗計(jì)算：H1: 介質(zhì)厚度Er1: 介電常數(shù)W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度D1: 阻抗線到周圍銅皮的距離T1: 成品銅厚C1: 基材的綠油厚度C2: 銅皮或走線上的綠油厚度CEr: 綠油的介電常數(shù)81.14.外層差分阻抗共面計(jì)算模型適用范圍：外層線路印阻焊后的差分共面阻抗計(jì)算：H1: 介質(zhì)厚度Er

22、1: 介電常數(shù)W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度D1: 阻抗線到兩邊銅皮的距離T1: 成品銅厚C1: 基材的綠油厚度C2: 銅皮或走線上的綠油厚度C3: 基材上面的綠油厚度CEr: 綠油的介電常數(shù)1.15.內(nèi)層單端阻抗計(jì)算模型適用范圍：內(nèi)層線路單端阻抗計(jì)算：H1:介質(zhì)厚度Er1: 介電常數(shù)H2:介質(zhì)厚度Er2: 介電常數(shù)W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度T1: 成品銅厚91.16.內(nèi)層差分阻抗計(jì)算模型適用范圍：內(nèi)層線路差分阻抗計(jì)算：H1:介質(zhì)厚度Er1: 介電常數(shù)H2:介質(zhì)厚度Er2: 介電常數(shù)W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度S1:阻抗線間距T1: 成品銅厚1.17.內(nèi)層單

23、端阻抗共面計(jì)算模型適用范圍：內(nèi)層單端共面阻抗計(jì)算：H1：介質(zhì)厚度Er1： H1 對應(yīng)介質(zhì)層介電常數(shù)H2：介質(zhì)厚度Er2： H2 對應(yīng)介質(zhì)層介電常數(shù)W1: 阻抗線底部寬度W2: 阻抗線頂部寬度D1：阻抗線到周圍銅皮的距離T1：線路銅厚101.18.內(nèi)層差分阻抗共面計(jì)算模型適用范圍：內(nèi)層差分共面阻抗計(jì)算：H1：介質(zhì)厚度H2：介質(zhì)厚度W1:阻抗線底部寬度W2:阻抗線頂部寬度S1:阻抗線間距D1：阻抗線到周圍銅皮的距離T1：線路銅厚Er1： H1 對應(yīng)介質(zhì)層介電常數(shù)Er2： H2 對應(yīng)介質(zhì)層介電常數(shù)1.19.嵌入式單端阻抗計(jì)算模型適用范圍 : 與外層相鄰的第二個線路層阻抗計(jì)算，例如一個6 層板 ,L1 、 L2 ,L5 、L6層均為線路層 ,L3 L4 為 GND或 VCC層, 則 L2 L5 層的阻抗用此方式計(jì)算.H1：介質(zhì)厚度H2：介質(zhì)厚度W1: 阻抗線底部寬度W2: 阻抗線頂部寬度T1：線路銅厚Er1 ： H1 對應(yīng)介質(zhì)層介電常數(shù)Er2 ： H2 對應(yīng)介質(zhì)層介電常數(shù)111.20.嵌入式單端阻抗共面計(jì)算模型適用范圍：內(nèi)層單端共面阻抗，參考層為同一層面的GND/VCC（阻抗線被周圍GND/VCC包圍，周圍 GND/VCC即為參考層面） 。而與其鄰近層為線路層，非GND/VCC。H1：介質(zhì)厚度H2：介質(zhì)厚度W1: 阻抗線底部寬度