PCB阻抗培训
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各参数的影响程度
➢ 阻抗的分类
板材介电常数影响与控制
• 不同板材其介电常数不一样，其与所用的树脂材料有关 • FR4板材其介电常数为3.8—4.7,其会随使用的频率增加减小 • 聚四氟乙烯板材其介电常数为2.9—3.9间 • 阻抗值随介电常数的减小增大 • 要获得高的信号传输要求高的阻抗值,从而要低的介电常数
➢ 设计测试条的目的
• 通过计量测试模上的阻抗值来反映板中线路图形的阻抗特性是否 符合客户要求.它可作为生产板的附连板制作;在与生产板同样的 制程条件下制得.所以,阻抗测试模的设计是十分重要。
➢ 阻抗控制的主要类型
• 1、表层单端控制
2、内层单端控制
➢ 阻抗控制的主要类型
• 3、外层差分控制
4、内层差分控制
➢ 设计注意事项
于线相连的孔在其它所有层 上均不允许于铜面相连
另一个孔在参考层上一定要通过Thermal 于 铜面相连
➢ 设计注意事项
➢ 设计注意事项
(4)加标识(指设计在交货PCB外的阻抗条)，按厂的要求，主要是方便识别及 测试用，注意内层的标识要加到外层，如果阻抗线>2组以上，还必面编号，并 与MI（ERP）保持一致性
• 没有地层屏蔽
➢ 设计注意事项
L3 50ohm L1 60ohm
>?mils >?mils
• 确保外层流胶点远离阻抗线 上方
• 保证阻抗线间距
➢ 设计注意事项
• 测试线正上方和正下方除参考层铜面外不允许有任何其它铜面，包括我们 的蚀刻标记。
测试线
参考层
➢ 设计注意事项
保证非参考层上的铜面距测试 线>?mil
开,另一面与油墨或空气为介质的阻抗线叫微带阻抗线 • 带状线(Stripline )是线与上下两面都是地层,中间介质隔离开
,这样的阻抗线叫带状阻抗线.它与微带线相比,信号不容易受干扰 .
➢ 阻抗的分类
➢ 阻抗的分类
➢ 影响阻抗的因素
• 1、介质层厚度 2、线宽/线距
• 3、线厚
4、介电常数（Er）
• 5、绿油厚度
• 6、传输信号频率（设计人员考虑）
• 举例：
➢ 阻抗的分类
各特征参数影响阻抗的曲线图
124
122
120
118
116
11Z1124o
110
108
106
104
102
H, Er, W, T
123456
Zo-H Zo-Er Zo-W Zo-T
Z 1 W
Z1 T
ZH 1
Z r
➢ 阻抗的分类
➢ 阻抗的理论基础
导线长度
i(z,t)
(a) z
n个z 组成
+ i(z,t)
(b) V(z,t) R
L G
-
i(z+z,t) +
C V(z +z,t) -
其中: z:单位长度特性阻抗 R :单位长度电阻 L :单位长度电感 G :单位长度电导 C :单位长度电容
z
Zo = V(z,t)/i(z,t) = (R+jwL)/(G+jwC)
值的目的，但偏大范围必须是印刷阻焊可以降低的范围内。 • 5、外层因电镀铜过厚导致阻抗值整体偏小----可通过减薄电镀层
使阻抗值升高。 • 总之引起阻抗偏差的原因，需要通过切片对4大影响因素进行分
析，找到真正影响因素，以便达到对症下药的目的。
➢ 设计注意事项
L1 50ohm L1 60ohm
• 阻抗先延伸到测试 孔区域
➢ 阻抗的分类
介质层厚度的影响与控制
• 不同的化片其压合后有不同的胶含量与厚度.其压合后的厚度与压机的 平整性、压板的程序有关
• 对所使用的任何一种板材,要取得其可生产的介质层厚度,利于设计计
算 • 介质层厚度是影响阻抗值的最主要因素
其增加，阻抗值增大.其厚度偏差控制在10％的误差内
➢ 阻抗的分类
• 1、介质厚度
Fra Baidu bibliotek
•
增加介质厚度可以提高阻抗，降低介质厚度可以减小阻抗，工程设
计、压板控制、来料公差是介质厚度控制的关键。
• 2、线宽
•
增加线宽，可减小阻抗，减小线宽可增大阻抗，线宽主要是通过蚀刻
控制。
• 3、介电常数
• 介电常数主要是通过材料来控制，一般压合好了之后，介电常数也就确 定了，所以在设计时，介电常数可以向下选择，不建议向上选择，因设 计时，介电常数选用的越大，在其它不变的情况下，其阻值也就越大。
(5)阻抗条的排版位置,尽量放板中,如果做不到,需要保证阻抗线离板边4CM的 距离
(6)注意排版时.阻抗线尽量避开V-CUT,如果避不开,请根据实情况,需要按先 将阻抗条锣下在V ,或是进行跳刀.
谢谢
➢ 特性阻抗的定义
• 何谓特性阻抗（Characteristic Impedance ，Z0） • 电子设备传输信号线中，其高频信号在传输线中传播时所遇到的
阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等，已不再只是简单 直流电的“欧姆电阻”。 • 阻抗在显示电子电路，元件和元件材料的特色上是最重要的参数. 阻抗(Z)一般定义为：一装置或电路在提供某特定频率的流电时所 遭遇的总阻力(阻抗，容抗，感抗）.
扬州依利安达电子有限公司
PCB阻抗培训
讲师：梁兵
➢ 要求阻抗控制的背景
电子工作频率不断提高 高保真的信号传输 集成电路IC与SMT技术的发展 电子元器件在PCB上印制 电子线路需要具备抗干扰，抗串讯的能力,高稳 定的工作能力。
➢ 阻抗的理论基础
从传输线的理论讲,导线上的电阻,电感以及导线相对参考层(参照面) 间的漏电电导(漏电电阻的倒数),分布电容等都不可忽略,它们对导线中 信号传输的速度,以及传输的能量,都有影响;导线上传输的信号电平不 仅是时间t的函数,也是距离”x”的函数.具有传输特性的导线上各点的 电流不相同.作为PCB上的导线,通常同一根线的线宽是均匀的,导线与 相对参考层间的介质及厚度基本一致,因此PCB导线应视为均匀传输 线更为合适.可以用下图(a)分析,整段导线可以视作n个单位长度的传 输线段所组成,就有相应的等效电路,见图(b).
泰克TDS8200
➢ 常见阻抗问题及处理方法
• 1、阻抗值为零或趋于0----阻抗附连片上的阻抗线与屏蔽层短路。 • 2、阻抗值超大（成百上千欧）----阻抗线开路 • 3、整体阻抗值与设计值相差几十欧姆-----设计错误，如屏蔽层设
计错误,或是测量时信号层与地层测反。 • 4、外层阻抗值整体偏大----可以通过印刷2次阻焊来达到降低阻抗
线宽的影响与控制
• 线宽减小，阻抗值增大 • 线宽的控制要求的10％的公差内 • 信号线的缺口影响整个测试波形，其单点阻抗偏高，使其整个波
形不平整,阻抗线不允许补线，其缺口不能超过10％ • 为保证线宽，根据蚀刻侧蚀量、光绘误差、图形转移误差，对工
程底片进行工艺补偿，达到线宽的要求
➢ 阻抗的分类
铜厚的影响与控制
➢ 阻抗的分类
• 1.按线的多少分为类: • 单线阻抗(Single-Ended<单端> Impedance ),它是一条线加上
地层组成 • 差分阻抗(Differential Impedance ),它是由两条线加地层组
成 • 2.按传播方式分为类: • 微带线(Microstrip ),是线的一面与地层平行,中间用介质隔离
• 铜厚越厚，其阻抗越小 • 要获得大的阻抗值，其要采用薄的铜箔 • 对铜厚的控制要求均匀,对细线、孤立线的板加上分流块，为其平
衡电流（针对图电流程），防止线上的铜厚不均，影响阻抗 • 对cs与ss面铜分布极不均的情况，要对板进行交正反拼板，来达
到二面铜厚均匀的目的（此也是针对有图电流程）
➢ 阻抗值与影响因素的关系
（增加介电常数，可减小阻抗，减小介电常数可增大阻抗），
• 4、线厚
•
减小线厚可增大阻抗，增大线厚可减小阻抗；线厚可通过图形电镀
或选用相应厚度的基材铜箔来控制。
• 5、阻焊厚度
•
正常情况下印刷一遍阻焊可使单端下降2欧姆，可使差分下降8欧姆
，印刷2遍下降值为一遍时的2倍，当印刷3次以上时，阻抗值不再变化。
➢ 测量方法
• 1、TDR时域反射器 • 时域反射器是一种内部可以产生脉冲波，并具有接收此脉冲和
分析功能的特殊示波器。 • 2、阻抗测试原理 • 阻抗测试就是在示波器发出一种脉冲波后，同时接收其反射波，
然后将此两种脉冲波对比分析，从发射能量的大小得出阻抗值。
➢ 测量方法
• 3、测试仪器 • Polar CIT500S
➢ 阻抗的分类
板材介电常数影响与控制
• 不同板材其介电常数不一样，其与所用的树脂材料有关 • FR4板材其介电常数为3.8—4.7,其会随使用的频率增加减小 • 聚四氟乙烯板材其介电常数为2.9—3.9间 • 阻抗值随介电常数的减小增大 • 要获得高的信号传输要求高的阻抗值,从而要低的介电常数
➢ 设计测试条的目的
• 通过计量测试模上的阻抗值来反映板中线路图形的阻抗特性是否 符合客户要求.它可作为生产板的附连板制作;在与生产板同样的 制程条件下制得.所以,阻抗测试模的设计是十分重要。
➢ 阻抗控制的主要类型
• 1、表层单端控制
2、内层单端控制
➢ 阻抗控制的主要类型
• 3、外层差分控制
4、内层差分控制
➢ 设计注意事项
于线相连的孔在其它所有层 上均不允许于铜面相连
另一个孔在参考层上一定要通过Thermal 于 铜面相连
➢ 设计注意事项
➢ 设计注意事项
(4)加标识(指设计在交货PCB外的阻抗条)，按厂的要求，主要是方便识别及 测试用，注意内层的标识要加到外层，如果阻抗线>2组以上，还必面编号，并 与MI（ERP）保持一致性
• 没有地层屏蔽
➢ 设计注意事项
L3 50ohm L1 60ohm
>?mils >?mils
• 确保外层流胶点远离阻抗线 上方
• 保证阻抗线间距
➢ 设计注意事项
• 测试线正上方和正下方除参考层铜面外不允许有任何其它铜面，包括我们 的蚀刻标记。
测试线
参考层
➢ 设计注意事项
保证非参考层上的铜面距测试 线>?mil
开,另一面与油墨或空气为介质的阻抗线叫微带阻抗线 • 带状线(Stripline )是线与上下两面都是地层,中间介质隔离开
,这样的阻抗线叫带状阻抗线.它与微带线相比,信号不容易受干扰 .
➢ 阻抗的分类
➢ 阻抗的分类
➢ 影响阻抗的因素
• 1、介质层厚度 2、线宽/线距
• 3、线厚
4、介电常数（Er）
• 5、绿油厚度
• 6、传输信号频率（设计人员考虑）
• 举例：
➢ 阻抗的分类
各特征参数影响阻抗的曲线图
124
122
120
118
116
11Z1124o
110
108
106
104
102
H, Er, W, T
123456
Zo-H Zo-Er Zo-W Zo-T
Z 1 W
Z1 T
ZH 1
Z r
➢ 阻抗的分类
➢ 阻抗的理论基础
导线长度
i(z,t)
(a) z
n个z 组成
+ i(z,t)
(b) V(z,t) R
L G
-
i(z+z,t) +
C V(z +z,t) -
其中: z:单位长度特性阻抗 R :单位长度电阻 L :单位长度电感 G :单位长度电导 C :单位长度电容
z
Zo = V(z,t)/i(z,t) = (R+jwL)/(G+jwC)
值的目的，但偏大范围必须是印刷阻焊可以降低的范围内。 • 5、外层因电镀铜过厚导致阻抗值整体偏小----可通过减薄电镀层
使阻抗值升高。 • 总之引起阻抗偏差的原因，需要通过切片对4大影响因素进行分
析，找到真正影响因素，以便达到对症下药的目的。
➢ 设计注意事项
L1 50ohm L1 60ohm
• 阻抗先延伸到测试 孔区域
➢ 阻抗的分类
介质层厚度的影响与控制
• 不同的化片其压合后有不同的胶含量与厚度.其压合后的厚度与压机的 平整性、压板的程序有关
• 对所使用的任何一种板材,要取得其可生产的介质层厚度,利于设计计
算 • 介质层厚度是影响阻抗值的最主要因素
其增加，阻抗值增大.其厚度偏差控制在10％的误差内
➢ 阻抗的分类
• 1、介质厚度
Fra Baidu bibliotek
•
增加介质厚度可以提高阻抗，降低介质厚度可以减小阻抗，工程设
计、压板控制、来料公差是介质厚度控制的关键。
• 2、线宽
•
增加线宽，可减小阻抗，减小线宽可增大阻抗，线宽主要是通过蚀刻
控制。
• 3、介电常数
• 介电常数主要是通过材料来控制，一般压合好了之后，介电常数也就确 定了，所以在设计时，介电常数可以向下选择，不建议向上选择，因设 计时，介电常数选用的越大，在其它不变的情况下，其阻值也就越大。
(5)阻抗条的排版位置,尽量放板中,如果做不到,需要保证阻抗线离板边4CM的 距离
(6)注意排版时.阻抗线尽量避开V-CUT,如果避不开,请根据实情况,需要按先 将阻抗条锣下在V ,或是进行跳刀.
谢谢
➢ 特性阻抗的定义
• 何谓特性阻抗（Characteristic Impedance ，Z0） • 电子设备传输信号线中，其高频信号在传输线中传播时所遇到的
阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等，已不再只是简单 直流电的“欧姆电阻”。 • 阻抗在显示电子电路，元件和元件材料的特色上是最重要的参数. 阻抗(Z)一般定义为：一装置或电路在提供某特定频率的流电时所 遭遇的总阻力(阻抗，容抗，感抗）.
扬州依利安达电子有限公司
PCB阻抗培训
讲师：梁兵
➢ 要求阻抗控制的背景
电子工作频率不断提高 高保真的信号传输 集成电路IC与SMT技术的发展 电子元器件在PCB上印制 电子线路需要具备抗干扰，抗串讯的能力,高稳 定的工作能力。
➢ 阻抗的理论基础
从传输线的理论讲,导线上的电阻,电感以及导线相对参考层(参照面) 间的漏电电导(漏电电阻的倒数),分布电容等都不可忽略,它们对导线中 信号传输的速度,以及传输的能量,都有影响;导线上传输的信号电平不 仅是时间t的函数,也是距离”x”的函数.具有传输特性的导线上各点的 电流不相同.作为PCB上的导线,通常同一根线的线宽是均匀的,导线与 相对参考层间的介质及厚度基本一致,因此PCB导线应视为均匀传输 线更为合适.可以用下图(a)分析,整段导线可以视作n个单位长度的传 输线段所组成,就有相应的等效电路,见图(b).
泰克TDS8200
➢ 常见阻抗问题及处理方法
• 1、阻抗值为零或趋于0----阻抗附连片上的阻抗线与屏蔽层短路。 • 2、阻抗值超大（成百上千欧）----阻抗线开路 • 3、整体阻抗值与设计值相差几十欧姆-----设计错误，如屏蔽层设
计错误,或是测量时信号层与地层测反。 • 4、外层阻抗值整体偏大----可以通过印刷2次阻焊来达到降低阻抗
线宽的影响与控制
• 线宽减小，阻抗值增大 • 线宽的控制要求的10％的公差内 • 信号线的缺口影响整个测试波形，其单点阻抗偏高，使其整个波
形不平整,阻抗线不允许补线，其缺口不能超过10％ • 为保证线宽，根据蚀刻侧蚀量、光绘误差、图形转移误差，对工
程底片进行工艺补偿，达到线宽的要求
➢ 阻抗的分类
铜厚的影响与控制
➢ 阻抗的分类
• 1.按线的多少分为类: • 单线阻抗(Single-Ended<单端> Impedance ),它是一条线加上
地层组成 • 差分阻抗(Differential Impedance ),它是由两条线加地层组
成 • 2.按传播方式分为类: • 微带线(Microstrip ),是线的一面与地层平行,中间用介质隔离
• 铜厚越厚，其阻抗越小 • 要获得大的阻抗值，其要采用薄的铜箔 • 对铜厚的控制要求均匀,对细线、孤立线的板加上分流块，为其平
衡电流（针对图电流程），防止线上的铜厚不均，影响阻抗 • 对cs与ss面铜分布极不均的情况，要对板进行交正反拼板，来达
到二面铜厚均匀的目的（此也是针对有图电流程）
➢ 阻抗值与影响因素的关系
（增加介电常数，可减小阻抗，减小介电常数可增大阻抗），
• 4、线厚
•
减小线厚可增大阻抗，增大线厚可减小阻抗；线厚可通过图形电镀
或选用相应厚度的基材铜箔来控制。
• 5、阻焊厚度
•
正常情况下印刷一遍阻焊可使单端下降2欧姆，可使差分下降8欧姆
，印刷2遍下降值为一遍时的2倍，当印刷3次以上时，阻抗值不再变化。
➢ 测量方法
• 1、TDR时域反射器 • 时域反射器是一种内部可以产生脉冲波，并具有接收此脉冲和
分析功能的特殊示波器。 • 2、阻抗测试原理 • 阻抗测试就是在示波器发出一种脉冲波后，同时接收其反射波，
然后将此两种脉冲波对比分析，从发射能量的大小得出阻抗值。
➢ 测量方法
• 3、测试仪器 • Polar CIT500S