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特性阻抗设计及附连边的制作简介 迅捷兴电路技术有限公司 -工程部 余国坚 一、控制特性阻抗需提供的相关信息 1.需要控制的阻抗线线宽（若为差分阻抗除线宽外还需提供间距，一般为线边缘与边缘的间距） 2.需要达到的最终阻抗值 3.成品板厚及铜厚 4.阻抗线所在层以及其对应的屏蔽层（若客户没有提供明确的屏蔽层，工程人员会根据实际gerber文件自行判断，若无法判断或者判断结果与客户提供的屏蔽层不符会反馈客户确认） 二、阻抗计算类型分类和公差 1.单端阻抗（一般要求控制值为50ohm、55ohm、60ohm、75ohm等） 2.差分阻抗（一般要求控制值为75ohm、90ohm、100ohm、140ohm等） 按照IPC二级标准，阻抗线宽公差为+/-10％，阻抗值公差为+/-10％ 三、影响阻抗的参数 1.??? 介质层厚度（此参数对阻抗的影响最大） 2.??? 阻抗线线宽/间距 3.??? 铜厚 4. 介电常数 说明：以上参数对阻抗的影响没有一定的比例关系，一般情况下，介质层厚度增大阻抗值会增大，但增大到一定值后，介质层厚度对阻抗值基本上没有影响；线宽减小阻抗值增大；铜厚增大阻抗值变小；介电常数越大，阻抗值越小； 四、阻抗设计软件和测试软件 设计软件：Polar CITS 25 操作界面如下图所示 五、屏蔽层的概念 若要对阻抗线进行控制，阻抗线必须有对应的屏蔽层，否则阻抗值无法达到。屏蔽层，也称参考层，是指对应与需要控制阻抗的层，阻抗线所在的区域处，与之最接近并铺上铜皮的层。一般情况下，外层的屏蔽层为次外层，内层的屏蔽层一般有两层，是指与阻抗线所在层相邻的两个铺铜层。以一个最普通的6层板为例，一般客户会要求L1/L6层以及L3/L4层控制阻抗，L2/L5层电地层（铺铜），则L1和L6层的屏蔽层分别为L2和L5层，而L3和L4层的屏蔽层则为L2及L5层 六、上下线宽的概念 由于铜箔有一定的厚度，如18um、35um等，当PCB上的线被蚀刻的时候，成品线宽实际上不是理论上的矩形，而是梯形，如下图所示 贴近芯板的一边为下线宽，为线的实际宽度，而朝外的一边为上线宽，由于蚀刻时侧蚀的原因，会比下线宽略小，具体差值会根据每个厂家的工艺参数不同而略有差别 七、H值和H1值的概念 1.对于外层阻抗，由于只有一层屏蔽层，因此，只有H值而没有H1值。H值是指需要控制的层到其最相邻的屏蔽层之间的绝缘距离 对于内层阻抗，一般情况下会有两层屏蔽层，因此，同时存在H值和H1值。H值是指两层屏蔽层之间绝缘介质厚度，H1值是指需要控制的阻抗线下线宽与其最相邻的屏蔽层的距离 八、介电常数的选择 一般情况下，生益板材的介电常数在4.2-4.7之间，会随着介质厚度的不同而略有差别，下表为我司经工艺实验后提供的介质层厚度与介电常数的关系（不同厂家之间会略有差别） 十三、阻抗设计优化建议 由于部分客户对阻抗的要求不明确或者文件设计不规范，导致工程制作时多次反馈确认，对交期造成一定影响，根据工程部制作阻抗板的经验，提出以下优化建议： 1.??? 提供明确的阻抗要求，如线宽、间距、阻抗线所在的层、要求阻抗值等 2.??? 屏蔽层设计需合理，即需要控制阻抗的层在其屏蔽层上必须铺上完整铜皮，若铜皮之间有部分基材区域，可能会对阻抗的控制有一定影响 3.??? 由于每个厂家计算阻抗都不会完全按照理论值进行，基本上都会加入厂家独有的经验值，因此，若客户需要控制阻抗，只要提供板厚即可，最好不要提供叠层结构，否则，客户提供的叠层结构无法达到阻抗值时，需与客户确认修改叠层结构 4.??? 若厂家通过调整层间介质厚度仍然无法达到阻抗要求，最常用的方法是在不影响阻抗线长度和电性能的基础上调整阻抗线宽，因此，客户在下单时最好能够明确说明线宽是否可以调整，允许调整多少等等，可减少工程反馈时间 * * 测试软件：CITS 500S 设备如图所示 以下为我司经工艺实验后得出的对应不同铜厚的上下线宽的关系 为了方便计算阻抗，在常规板制作计算时，使用计算线宽如下表： （对于非常规铜厚时则需要参考侧蚀因子进行计算及与工艺人员进行确认） （注：W1=顾客设计线宽） 对介电常数的取值，要关键看其介质的厚度（H值）来对应查找其对 应的介电常数，可以按最接近的原则进行选择；如果计算的介质厚度 位于列表中的两个介质厚度中间，则介电常数取列表相应两个介电常 数的平均值；如果顾客提供板材，则按顾客提供板材的介电常数取值 九、铜厚的选择 常规下，内层基铜厚为1OZ、0.5OZ、2OZ等，外层基铜铜厚为HOZ、 １OZ、2OZ