電路設計 - 瞭解PCB阻抗控制精度

如果多層板的傳輸線系統要達到60±10%, 這很容易, 但要達到75±5%有點困難, 甚至50±5%. 5%的誤差甚至適用於技術規格更高的產品. 在應用中也不常見, 但一些客戶對阻抗控制精度仍有±5%的要求.

頂層有單線阻抗要求，參攷層是第二層。 單線阻抗線寬W1需要12.0MIL，阻抗需要50±5%（50±2.5）。 其結構如下：

客戶如何滿足如此嚴格的阻抗控制精度要求？ 讓我們談談我們如何控制它。

類比計算 PCB特性 阻抗

對於具有阻抗控制要求的電路板，現時PCB工廠的一種常見做法是在PCB生產板側面的適當位置設計一些阻抗樣本。 這些阻抗樣本與PCB具有相同的分層和阻抗線結構。 在設計阻抗樣本之前，將使用一些阻抗計算軟件提前類比阻抗，以預測阻抗。 它被許多PCB製造商使用，具有簡單的操作和强大的功能計算能力。

但是，無論該系統有多强大，其計算能力和計算阻抗的現場求解工具都依賴於使用“理想”資料，並且模擬計算結果與實際測量阻抗結果之間總是存在一定的偏差。 囙此，當客戶的阻抗控制精度要求為±5%時，使用計算精度更高的軟件來執行更準確的類比預測尤為重要。

PCB生產 過程控制

使用平行曝光機進行生產

因為非平行光是點光源，所以發射的光是散射光。 囙此，光穿過薄膜並進入光敏幹膜或其他液體抗蝕劑膜。 它以各種角度暴露，並暴露和發展。 圖案和底片上的圖案之間會有一定的偏差。 平行光沿垂直方向照射到光敏幹膜或其他液體抗蝕劑膜上進行曝光。 囙此，感光層上的曝光導線的寬度將非常接近。 通過這種管道，薄膜負極上的導線寬度可以獲得更精確的導線寬度，從而减少這種偏差對阻抗的影響。

外基銅箔選用薄銅箔

由於精細電路的快速發展，薄銅箔得到了廣泛開發和充分利用。 銅箔的厚度在早期主要是從1OZ到1/2OZ，並且1/3OZ和1/4OZ也在早期開發。 甚至更薄的，如1/7盎司銅箔。 因為較薄的銅箔厚度有利於製造和控制導線的寬度和導線的完整性，從而有助於確保阻抗控制的準確性。 由於客戶的外層銅箔厚度為1OZ，我們選擇1/3OZ銅箔作為四層板的外層。 後續電鍍後，可達到客戶表面銅厚度1OZ銅。 厚度要求，不僅滿足客戶對表面銅厚度的要求，而且有助於控制蝕刻過程中的線寬均勻性。

銅箔通電加熱壓力機層壓

層壓機有兩種加熱方法，電加熱和蒸汽加熱，我們使用的是義大利CEDAL公司採用ADARA科技生產的多層真空壓機。 該系統使用銅箔線圈環繞預浸料和內層板。 銅箔在層壓機中通電，以實現加熱效果和溫度分佈。 整個層壓板的溫度分佈可以達到177±2°C。由於快速加熱，溫度分佈均勻，粘合過程中的壓力，樹脂流動性相對均勻，層壓板的厚度和平整度可以達到±0.025mm，層間介電層的厚度相對均勻。

採用整板電鍍生產

為了獲得相對均勻的導線厚度和寬度，以確保阻抗在規定的公差範圍內，在鑽孔後通過全板電鍍直接生產PCB，其中電流密度適當降低。 由於PCB打孔後直接進入全板電鍍，在一定的鍍液條件下，整個板的板表面接收到均勻的電流密度， 囙此，整個電路板表面和孔的銅厚度相對均勻，這有利於控制表面銅厚度和線寬的均勻性（因為銅厚度不均勻會對蝕刻均勻性帶來不利），這有利於控制PCB的特性阻抗並降低其波動性。

PCB阻抗量測

PCB阻抗 measurement is usually done using a time domain reflectometer (TDR), and TDR (time domain reflectometer) has become an established technique for measuring the characteristic impedance of a printed circuit board. 阻抗量測對於精度為±5%的特性阻抗也非常重要. 有必要確保量測的準確性, 否則會導致阻抗合格的板被誤檢為不合格.