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PCB 線路板特性阻抗可行性設(shè)計(jì)與生產(chǎn)注意事項(xiàng)
眾多特性阻抗模塊*終又可分為微帶線、帶狀線兩種模式,其中微帶線的表面涂覆單端結(jié)構(gòu)的電鍍、蝕刻等相關(guān)工序決定。一個(gè)特性阻抗板的生產(chǎn)成功與否,導(dǎo)線寬度起著決定性的作用。它需要PCB 線路板制造商從做工程文件時(shí)就考慮一個(gè)合適的補(bǔ)償量,當(dāng)然這個(gè)補(bǔ)償量是經(jīng)過(guò)制造商試驗(yàn)得出的。同時(shí)經(jīng)過(guò)電鍍后在蝕刻時(shí)也需要考慮蝕刻速度等相關(guān)參數(shù),并且需要做首板測(cè)試,及對(duì)其進(jìn)行AOI或切片測(cè)試。PCB 設(shè)計(jì)師在設(shè)定阻抗線寬度時(shí),一定要事先了解PCB制造商的加工能力,這也是考察PCB 制造商是否是一個(gè)合格特性阻抗板生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于以上生產(chǎn)參數(shù),如果PCB 設(shè)計(jì)師不去向制造商了解,而是要求制造商根據(jù)設(shè)計(jì)的理論數(shù)據(jù)去改進(jìn)他們的生產(chǎn)參數(shù),是相對(duì)不太可能的,因?yàn)镻CB 制造商針對(duì)的不只是您這一家的設(shè)計(jì),他一般PCB 設(shè)計(jì)師在建立阻抗模型時(shí)容易忽略了表面涂層,Si8000 可模擬表面線路、基材上的阻焊厚度,從而計(jì)算出更合理的阻抗值。因?yàn)樽韬缚捎绊懙?終特性阻抗值的1~3 歐姆,這對(duì)于誤差要求越來(lái)越小的特性阻抗板是必須考慮的。此外,新的Si8000 軟件還可計(jì)算差分阻抗中的奇模阻抗、偶模阻抗和共模阻抗,在USB2.0 和LVDS 等高速系統(tǒng)中,越來(lái)越需要控制這些特性阻抗。
另外Si8000 還采用多單位輸入方式,讓你不用經(jīng)過(guò)換算就可以直接輸入數(shù)據(jù),目前提供4 種單位的輸入:密耳、英寸、微米、毫米。因?yàn)樘匦宰杩挂话闶窃试S有±10%公差的,且在生產(chǎn)中各參數(shù)都會(huì)有一定誤差,Si8000 在計(jì)算阻抗時(shí)可同時(shí)計(jì)算出極限值,這為生產(chǎn)極大地提供了方便。此外,Si8000 還可以根據(jù)阻抗值進(jìn)行反推相關(guān)參數(shù),這對(duì)PCB 設(shè)計(jì)師、制造商都是非常有用的,可節(jié)省較多時(shí)間。
此外,PCB 線路板由于生產(chǎn)中的側(cè)蝕原因,會(huì)導(dǎo)致成品板導(dǎo)線的上下兩端不等,故需要向PCB 制造商確認(rèn)導(dǎo)線上下兩端的差值,從而通過(guò)軟件模擬出更接近現(xiàn)實(shí)的阻抗值。
(1)介質(zhì)厚度:阻抗與其成正比。介質(zhì)厚度主要由生產(chǎn)中的疊層在經(jīng)過(guò)層壓后,測(cè)量實(shí)際的介質(zhì)而得出的。故PCB 設(shè)計(jì)師在考慮介質(zhì)厚度時(shí),需要事先了解PCB 制造商的常用內(nèi)芯板及半固化(PP)片的厚度及層壓后的厚度(同時(shí)還需要了解板材成本及制作的簡(jiǎn)單化),這個(gè)厚度除跟內(nèi)芯板、半固化(PP)片相關(guān)外,還跟上下線路的圖形分布相關(guān),同一張半固化(PP)片在兩張大銅面間壓合跟在兩張線路之間壓合后的厚度是不等的。在核算特性阻抗時(shí),還需要考慮這個(gè)厚度是否含銅箔的厚度。一般兩位小數(shù)的內(nèi)芯板厚度是不含銅箔的,即兩位小數(shù)的內(nèi)芯板厚度為介質(zhì)厚度+兩層銅箔厚度。
(2)導(dǎo)線間距:導(dǎo)線間距同導(dǎo)線寬度、厚度是息息相關(guān)的,它的主要影響因素同前面導(dǎo)線寬度、厚度的分析。由板材及生產(chǎn)過(guò)程決定,PCB 設(shè)計(jì)師同樣需向制造商了解。
(3)阻焊厚度:阻抗與其成反比。對(duì)于特性阻抗板,有的是不需要印阻焊的,如天線微帶板等,但是有些板是需要印阻焊的。印制板在絲印前后的阻抗值是不同的,故這也是一個(gè)需要考慮的參數(shù),也需要向PCB 制造商了解,且印在線路上的阻焊與印在基材上的阻焊的厚度是不同的。
上述3個(gè)主要的參數(shù),影響*大的是介質(zhì)厚度,其次是介電常數(shù)和線寬,*后是銅厚,影響*小的是阻焊厚度。
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