PCB部落格 - 影響PCB板阻抗的因素及對策

電子產業年增長率將超過20%, 和 PCB電路板 行業也將隨著整個電子行業的發展而增長. 增長率超過20%. 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. 印刷電路隨著小型化而發展, 數位化, 高頻, 以及電子設備的多功能. 作為電子設備中的電力互連-PCB中的金屬線, 這不僅僅是電流是否流動的問題. 相反, 它充當訊號傳輸線. 也就是說, 高頻訊號和高速數位信號傳輸用印刷電路板的電力測試. 不僅需要量測, 關, and short circuit of the circuit (or network) meets the requirements, 還有特性阻抗值是否在規定的合格範圍內. 只有當這兩個方向合格時, 印製板是否符合要求. 印刷電路板提供的電路效能必須能够防止訊號傳輸期間的反射, 保持訊號完整, 减少傳輸損耗, 並起到阻抗匹配的作用，使一個完整的, 可信賴的, 無干擾, 可以獲得無雜訊傳輸訊號. 本文討論了實際中常用的表面微帶線結構多層板的特性阻抗控制問題.

1、表面微帶線及特性阻抗

表面微帶線的特性阻抗高，在實踐中得到廣泛應用。 其外層是受控阻抗的訊號線表面，並通過絕緣材料與相鄰的參攷表面分離。

對於表面微帶線結構，計算特性阻抗的公式為：

Z0=87/SQRT（εr+1.41）Ãln[（5.98h）/（0.8w+t）]

Z0：印刷導線的特性阻抗：

εr：絕緣材料的介電常數：

h：印刷導線和基準面之間的介質厚度：

w：印刷線寬度：

t：印刷電線的厚度。

2、資料的介電常數及其影響

資料的介電常數由資料製造商以1 MHz的頻率量測確定。 不同製造商生產的相同資料因其樹脂含量不同而不同。 本研究以環氧玻璃布為例，研究了介電常數與頻率變化之間的關係。 介電常數隨著頻率的新增而降低，囙此在實際應用中，應根據工作頻率確定資料的介電常數。 通常，可以使用平均值來滿足要求，並且訊號在介電材料中的傳送速率將隨著介電常數的新增而降低。 囙此，為了獲得高訊號傳送速率，必須降低資料的介電常數，同時，必須使用高特性電阻來獲得高傳送速率，並且必須選擇低介電常數資料來獲得高特性阻抗。

3、線材寬度和厚度的影響

導線寬度是影響特性阻抗變化的主要參數之一。 當導線寬度變化0.025mm時，阻抗值的相應變化為5～6Î）。 在實際生產中，如果控制阻抗的訊號線表面使用18um銅箔，則導線寬度的允許偏差公差為±0.015mm。 如果控制阻抗變化公差為35um銅箔，則允許的線寬變化公差為±0.003 mm。可以看出，生產中允許的線寬變化將導致阻抗值發生很大變化。 導線的寬度由設計師根據各種設計要求確定。 它不僅需要滿足導線的載流量和溫昇要求，而且還需要獲得所需的阻抗值。 這要求製造商確保線寬滿足設計要求，並在公差範圍內變化以滿足阻抗要求。 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，塗層的平均厚度一般為25um。 導線厚度等於銅箔厚度加上鍍層厚度。 需要注意的是，電鍍前導線表面應清潔，不應有殘留物和修邊油黑，以免在電鍍過程中鍍銅，從而改變局部導線的厚度並影響特性阻抗值。 此外，在刷板的過程中，必須小心不要改變導線的厚度，並導致阻抗值發生變化。

4、電介質厚度的影響（h）

從公式（1）可以看出，特性阻抗Z0與電介質厚度的自然對數成正比，囙此可以看出，電介質厚度越厚，Z0越大，囙此電介質厚度是影響特性電阻值的另一個主要因素。 由於在生產之前已經確定了資料的導線寬度和介電常數，導線厚度工藝要求也可以用作固定值，囙此控制層壓板厚度（介電厚度）是生產中控制特性阻抗的主要手段。 得到了特性阻抗值與介質厚度變化之間的關係。 當介質的厚度變化0.025mm時，將導致阻抗值的相應變化為+5到8Î）。 在實際生產過程中，層壓板每層厚度的允許變化將導致阻抗值發生較大變化。 在實際生產中，選擇不同類型的預浸料作為絕緣介質，並根據預浸料的數量確定絕緣介質的厚度。 以表面微帶線為例，確定絕緣材料在相應工作頻率下的介電常數，然後使用公式計算相應的Z0，然後根據用戶提出的線寬值和計算值Z0，找出相應的介電厚度， 然後根據所選覆銅板和銅箔的厚度確定預浸料的類型和數量。

不同結構的介電厚度對Z0的影響

與帶狀線設計相比，在相同的介質厚度和資料下，微帶線結構的設計具有更高的特性阻抗值，通常大20-40Î。 囙此，微帶線結構的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線路，應嚴格要求覆銅板的介電厚度誤差。 一般來說，電介質厚度的變化不應超過10%。 對於多層板，介質的厚度也是一個加工因素，特別是當它與多層層壓過程密切相關時，囙此也應密切控制。

5、結論

在實際生產中, 金屬絲的寬度和厚度略有變化, 絕緣材料的介電常數, 絕緣介質的厚度會導致特性阻抗值發生變化, 特性阻抗值也將與其他生產因素有關. 因此, 為了實現特性阻抗的控制, 製造商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各種工藝參數，使其在允許的公差範圍內變化. 要在上獲得所需的阻抗值 PCB板.