PCB科技 - 特性阻抗與板材和工藝的關係

特性阻抗與板材和工藝的關係

編輯 印刷電路板工廠：微帶線結構特性阻抗Z0的計算公式： Z0=87/r+1.41 ln5.98H/（0.8W+T）

其中：εr-介電常數H-介電厚度W-線寬T-線厚

板的下半部分, 越容易新增 印刷電路板 電路和匹配高速部件的輸出阻抗值.

1、特性阻抗Z0與板的εr成反比

Z0隨著介質厚度的新增而新增。 囙此，對於具有嚴格Z0的高頻電路，對覆銅板基板的介電厚度誤差提出了嚴格要求。 通常，介質的厚度變化不得超過10%。

2、介質厚度對特性阻抗Z0的影響

隨著記錄道密度的新增，介質厚度的新增會導致電磁干擾的新增。 囙此，對於高頻線和高速數位線的訊號傳輸線，隨著導體佈線密度的新增，應减小介質的厚度，以消除或减少電磁干擾引起的雜訊或串擾，或大幅减少εr.εr基板。

根據微帶線結構的特性阻抗Z0計算公式：Z0=87/r+1.41 ln5.98H/（0.8W+T）

銅箔的厚度（T）是影響Z0的一個重要因素。 導線厚度越大，Z0越小。 但其變化範圍相對較小。

3、銅箔厚度對特性阻抗Z0的影響

銅箔厚度越薄，Z0值越高，但厚度的變化對Z0的影響不大。

薄銅箔對Z0的貢獻不如薄銅箔對製造細導線以改善或控制Z0的貢獻準確。

根據公式：

Z0=87/r+1.41 ln5.98H/（0.8W+T）

線寬W越小，Z0越大； 减小導線寬度可以新增特性阻抗。

線寬變化對Z0的影響比線寬變化更明顯。

4、線寬對特性阻抗Z0的影響

Z0隨著線寬W變窄而迅速新增。 囙此，為了控制Z0，必須嚴格控制線寬。 現時，大多數高頻電路和高速數位電路的訊號傳輸線寬W為0.10或0.13毫米。 傳統上，線寬控制偏差為±20%。 常規電子產品的印刷電路板線不是傳輸線（線長<訊號波長的1/7）可以滿足要求，但對於Z0控制的訊號傳輸線，印刷電路板線寬偏差為±20%，不再滿足要求。 因為此時Z0誤差已超過±10%。

示例如下：

a的寬度 印刷電路板 微帶線為100mm, 這個 line thickness is 20mm, 介電厚度為100mm. 假設成品的銅厚度 印刷電路板 是統一的, 詢問線寬是否變化±20%, Z0是否在±10%範圍內?

解決方案：根據公式

Z0=87/r+1.41 ln5.98H/（0.8W+T）

替換：線寬W0=100mm，W1=80mm，W2=120mm，線寬T=20mm，介電厚度H=100mm，然後：Z01/Z02=1.20

囙此，Z0僅為±10%，不能達到<±10%。

為了實現特性阻抗Z0<±10%，必須進一步减小線寬偏差，並且必須遠遠小於±20%。

同樣，為了控制Z0–5%，必須控制線寬公差–10%。

因此, 我們不難理解為什麼PTFE 印刷電路板s and some FR-4 印刷電路板 require a line width of ±0.02毫米, 原因是控制特性阻抗Z0值.