PCB科技 - 如何控制PCB阻抗

控制印刷電路板阻抗 是 印刷電路板 訊號切換速度繼續新增, 今天的 印刷電路板 設計師需要瞭解和控制 印刷電路板 踪迹. 與現代數位電路中較短的訊號傳輸時間和較高的時鐘頻率相對應, 印刷電路板 跟踪不再是簡單的連接, 但是輸電線路.

如何控制印刷電路板阻抗

在實際情況下，當數位邊緣速度高於1ns或類比頻率超過300Mhz時，有必要控制跟踪阻抗。 印刷電路板軌跡的關鍵參數之一是其特性阻抗（即波沿訊號傳輸線傳輸時的電壓與電流之比）。 印刷電路板上導線的特性阻抗是電路板設計的重要名額。 特別是在高頻電路的印刷電路板設計中，有必要考慮導線的特性阻抗是否與設備或訊號所需的特性阻抗一致，以及它們是否匹配。 這涉及兩個概念：阻抗控制和阻抗匹配。 本文主要研究阻抗控制和分層設計問題。

印刷電路板阻抗 control(e我mpedance Controling), 電路板中的導體將傳輸各種訊號. 為了提高其傳輸速率, 必須新增其頻率. 如果電路本身被蝕刻, 層壓厚度, 導線寬度和其他因素, 它將改變阻抗值，使訊號失真. 因此, 高速電路板上導體的阻抗值應控制在一定範圍內, 這被稱為“阻抗控制”.

印刷電路板軌跡的阻抗將由其電感和電容電感、電阻和電導率確定。 影響印刷電路板線路阻抗的主要因素有：銅線的寬度、銅線的厚度、介質的介電常數、介質的厚度、焊盤的厚度、地線的路徑以及導線周圍的佈線。 印刷電路板阻抗範圍為25至120歐姆。

在實際情況下，印刷電路板傳輸線通常由一條導線軌跡、一個或多個參攷層和絕緣材料組成。 跡線和板層構成控制阻抗。 印刷電路板通常採用多層結構，控制阻抗也可以用各種管道構造。 然而，無論使用何種方法，阻抗值將由其物理結構和絕緣材料的電力特性决定：

訊號跡線的寬度和厚度

跡線兩側的芯或預填充資料的高度

記錄道和圖層的配寘

鐵芯和預填充資料的絕緣常數

有兩種主要形式 印刷電路板 傳輸線：微帶線和帶狀線.

控制印刷電路板阻抗微帶：

微帶線是一種帶狀導線，它是指僅在一側具有基準面的傳輸線。 頂部和側面暴露在空氣中（也可以塗覆塗層），它位於絕緣常數Er電路板的表面上。 電源或地平面是參攷。 如下所示：

注：在實際印刷電路板製造中，iPCB工廠通常在印刷電路板表面塗一層綠油。 囙此，在實際阻抗計算中，通常使用下圖所示的模型計算表面微帶線：

control 印刷電路板阻抗 帶狀線：

帶狀線是放置在兩個參照平面之間的帶狀線。 如下圖所示，由H1和H2表示的電介質的介電常數可以不同。

以上兩個例子只是微帶線和帶狀線的典型演示。 有許多類型的特定微帶線和帶狀線，例如塗層微帶線，它們與特定的印刷電路板層壓結構有關。

用於計算特性阻抗的方程需要複雜的數學計算，通常使用現場求解方法，包括邊界元分析，囙此使用專用阻抗計算軟件SI9000，我們需要做的就是控制特性阻抗的參數：

絕緣層的介電常數Er、跡線寬度W1、W2（梯形）、跡線厚度T和絕緣層厚度H。

預浸料/絕緣層芯的概念：

PP（預浸料）是一種介電材料，由玻璃纖維和環氧樹脂組成。 芯實際上是PP型介質，但它的兩面都覆蓋著銅箔，而PP則沒有。 製造多層板時，通常芯材和PP結合使用，芯材和芯材與PP粘合。

印刷電路板層壓板設計中的注意事項：

（1）翹曲問題

印刷電路板層壓設計應對稱，即每層的介電厚度和每層的銅厚度對稱。 以六層板為例，上GND和下POWER的介電厚度與銅厚度相同，GND-L2與下POWER的介電厚度相同。 L3-POWER的介電厚度與銅厚度相同。 這在層壓過程中不會扭曲。

（2）訊號層應與相鄰基準面緊密耦合（即訊號層與相鄰銅層之間的介電厚度應較小）； 電源銅和接地銅應緊密耦合。

（3）在高速情况下，可以添加額外的接地層來隔離訊號層，但建議不要隔離多個電源層，這可能會導致不必要的雜訊干擾。

（4）典型層壓設計層的分佈如下表所示：

（5）鋪層的一般原則：

組件表面（第二層）的底部是接地板，為頂層佈線提供設備遮罩層和基準面；

所有訊號層盡可能靠近地平面；

儘量避免兩個訊號層直接相鄰；

主電源盡可能靠近主電源；

考慮層合結構的對稱性。

對於主機板的分層佈局，現有的主機板很難控制並行長距離佈線。 對於高於50MHZ的板級工作頻率

（參攷50MHZ以下的情况，適當放鬆），建議佈置原則：

部件表面和焊接表面是一個完整的接地層（遮罩）；

沒有相鄰的平行佈線層；

所有訊號層盡可能靠近地平面；

鑰匙訊號靠近地面，不穿過隔板。

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