PCB新聞 - PCB電路板加工對阻抗控制的影響

我國正處於以經濟建設為中心、改革開放為重點的良好形勢。 電子工業的年增長率將超過2.0%。 世界電子工業的科技革命和產業結構變化，給印刷電路的發展帶來了新的機遇和挑戰。 隨著電子設備小型化、數位化、高頻化和多功能化的發展，印刷電路作為電子設備電力互連中的金屬線，不僅是電流是否流動的問題，而且還是訊號傳輸線的問題。 效應 也就是說，對於用於傳輸高頻訊號和高速數位信號的PCB的電力測試，不僅需要量測電路連續性和短路是否符合要求，還需要量測特性阻抗值是否在規定的合格範圍內。 只有當兩個方向都合格時，電路板才符合要求。

印刷電路板提供的電路效能必須能够防止訊號傳輸過程中的反射，保持訊號完整，减少傳輸損耗，並發揮匹配阻抗的作用，以便獲得完整、可靠、準確、無干擾和無雜訊的傳輸訊號。 本文討論了實際中常用的表面微帶結構多層板的特性阻抗控制。

1. Surface microstrip line and characteristic impedance
The characteristic impedance of the surface microstrip line is relatively high and is widely used in practice. Its outer layer is the signal line surface that controls the impedance. 它由絕緣材料與相鄰基準面隔開. The calculation of the characteristic impedance The formula is:

a. Microstrip
Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98小時/(0.8W+T)] where W is the line width, T是痕迹的銅厚度, H是到基準面距離的軌跡, Er是PCB資料的介電常數. 當0時，必須應用此公式.1<(W/H)<2.0 and 1<(Er)<15.

b. stripline
Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(0.8W+T)]} where H is the distance between the two reference planes, 軌跡位於兩個參攷平面的中間. 當W/H<0.35和T/H<0.25

It can be seen from the formula that the main factors affecting the characteristic impedance are (1) dielectric constant Er, (2) dielectric thickness H, (3) wire width W, and (4) wire copper thickness T. 因此, the characteristic impedance and the substrate 材料 ( The relationship between copper clad board) is very close, 囙此，基板資料的選擇在 PCB設計.

以上介紹了 PCB電路板 阻抗控制的處理和解決方案. Ipcb is also provided to PCB製造商 和PCB製造技術.

2. The dielectric constant of the 材料 and its influence
The dielectric constant of the 材料 is determined by the manufacturer of the 材料 at a frequency of 1Mhz. 不同製造商生產的相同資料因樹脂含量不同而不同. 本研究以環氧玻璃布為例，研究介電常數與頻率變化之間的關係. 介電常數隨頻率的新增而减小. 因此, 資料的介電常數應根據實際應用中的工作頻率確定. 通常地, 平均值可用於滿足要求. 介電材料中的訊號傳送速率將隨著介電常數的新增而降低. 因此, 獲得高訊號傳送速率, 必須降低資料的介電常數, 同時, 必須獲得高傳送速率. 使用高特性電阻值, 而高特性電阻值必須選擇低介電常數資料.

3. The influence of wire width and thickness
The wire width is one of the main parameters that affect the characteristic impedance change. 該圖以表面微帶線為例，說明阻抗值與線寬之間的關係. 從圖中可以看出，當導線寬度變化0時.025mm, 阻抗值將變化5-6歐姆. 在實際生產中, 如果使用18mm銅箔控制訊號線表面的阻抗, 允許的導線寬度變化公差為±0.015毫米. 如果控制阻抗變化的公差為35mm銅箔, 允許的線寬變化公差為0.025mm. 可以看出，生產中允許的導線寬度變化將導致阻抗值發生很大變化. 寬度由設計師根據各種設計要求確定. 它不僅必須滿足導線承載能力和溫昇的要求, 還可以獲得所需的阻抗值. 這要求製造商確保生產過程中線寬滿足設計要求，並在公差範圍內進行更改，以滿足阻抗要求. 導線的厚度也根據導線所需的載流能力和允許的溫昇來確定. 為了滿足生產中使用的要求, 鍍層的平均厚度通常為25mm, 金屬絲的厚度等於銅箔的厚度加上鍍層的厚度. 需要注意的是，在電鍍之前, 導線表面必須清潔, 並且不應有殘留物和黑色修復油, 這將導致在電鍍過程中不鍍銅, 這將改變局部導線的厚度，並影響特性阻抗值. 此外, 刷牙時一定要小心, 不要囙此改變金屬絲的厚度, 導致阻抗值發生變化.

4. The influence of medium thickness H
It can be seen from the formula that the characteristic impedance is proportional to the natural logarithm of the dielectric thickness. 因此, 可以看出，電介質厚度越厚, 阻抗值越大, 囙此，介電厚度是影響特徵電阻值的另一個主要因素. 因為在生產之前已經確定了資料的導線寬度和介電常數, 線材厚度工藝要求也可用作固定值, so controlling the laminate thickness (dielectric thickness) is the main method to control the characteristic impedance in production. 從圖中可以看出, 可以繪製特徵阻抗值與電介質厚度變化之間的關係. 從圖中可以看出，當介質厚度變化0.025mm, it will cause a corresponding change in the impedance value of +5-8 ohms. 在實際生產過程中, 每層厚度的允許變化將導致阻抗值發生很大變化. 巨大的變化. 在實際生產中, 選擇不同類型的預浸料作為絕緣介質, 絕緣介質的厚度根據預浸料的數量確定. 以表面微帶線為例：參攷生產過程中的圖片. 確定相應工作頻率下絕緣材料的介電常數, 然後使用該公式計算相應的阻抗值, 然後根據用戶提出的線寬值和阻抗值, 通過圖表找到相應的電介質厚度, 然後根據選定的覆銅板和銅箔的厚度確定預浸料的類型和數量.

從圖中可以看出，在相同的介電厚度和資料下，微帶線結構的設計比帶狀線設計具有更高的特性阻抗值，通常為20Ω-40Ω。 囙此，微帶線結構設計大多用於高頻高速數位信號傳輸。 同時，特性阻抗值將隨著介質厚度的新增而新增。 囙此，對於具有嚴格控制特性阻抗值的高頻電路，應嚴格要求覆銅板的介電厚度誤差。 一般來說，覆銅板的介電厚度變化不超過10%。 對於多層板，電介質厚度仍然是一個過程。 還應密切控制因素，尤其是與多層層壓加工密切相關的因素。

5 Conclusion
In actual production, 金屬絲的寬度和厚度略有變化, 絕緣材料的介電常數, 絕緣介質的厚度會引起特性阻抗的變化. 此外, 特性阻抗還將與其他生產因素有關, 囙此，為了實現特性阻抗控制，生產者必須瞭解影響特性阻抗值變化的因素, 掌握實際生產情況, 並根據設計師的要求調整每個工藝參數，使其在允許的公差範圍內變化，以獲得所需的阻抗值.