PCB阻抗设计参考

前言

为保证信号传输质量、降低EMI干扰、通过相关的阻抗测试认证，需要对PCB关键信号进行阻抗匹配设计。本设计指南是综合常用计算参数、电视机产品信号特点、PCB Layout实际需求、SI9000软件计算、PCB供应商反馈信息等，而最终得出此推荐设计。适用于大部分PCB供应商的制程工艺标准和具有阻抗控制要求的PCB板设计。

一、 双面板阻抗设计

100欧姆差分阻抗推荐设计

①、包地设计：线宽、间距 7/5/7 mil

地线宽度≥20mil

信号与地线距离6mil，每400mil内加接地过孔；

②、不包地设计：线宽、间距 10/5/10mil

差分对与对之间距离≥20mil（特殊情况不能小于10mil）

建议整组差分信号线外采用包地屏蔽，差分信号与屏蔽地线距离≥35mil

（特殊情况不能小于20mil）。

90欧姆差分阻抗推荐设计

①、包地设计：线宽、间距 10/5/10mil

地线宽度≥20mil

信号与地线距离6mil或5mil，每400mil内加接地过孔；

②、不包地设计：线宽、间距 16/5/16mil

差分对与对之间距离≥20mil

建议整组差分信号线外采用包地屏蔽，差分信号与屏蔽地线距离≥35mil

（特殊情况不能小于20mil）。

要领：优先使用包地设计，走线较短并且有完整地平面可采用不包地设计；

计算参数：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介电常数4.4+/-0.2，铜厚1.0盎司（1.4mil）阻焊油厚度 0.6±0.2mil，介电常数 3.5+/-0.3

图1 包地设计图2 不包地设计

二、四层板阻抗设计

100欧姆差分阻抗推荐设计

线宽、间距 5/7/5mil

差分对与对之间距离≥14mil(3W准则)

注：建议整组差分信号线外采用包地屏蔽，差分信号与屏蔽地线距离≥35mil（特殊情况不能小于20mil）。

90欧姆差分阻抗推荐设计

线宽、间距 6/6/6mil

差分对与对之间距离≥12mil(3W准则)

要领：在差分对走线较长情况下，USB的差分线建议两边按6mil的间距包地以降低EMI风险（包地与不包地，线宽线距标准一致）。

计算参数：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介电常数4.4+/-0.2，铜厚1.0盎司（1.4mil）半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil)，介电常数4.3+/-0.2

阻焊油厚度 0.6±0.2mil，介电常数 3.5+/-0.3

叠层结构：

丝印层

阻焊层

铜皮层

半固化片

覆铜基板

半固化片

铜皮层

阻焊层

丝印层

图3

三、六层板阻抗设计

六层板叠层结构针对不同的场合会有不同，本指南只对比较常见的叠层（见图2）进行了设计推荐，后面的推荐设计都是以图2的叠层下得到的数据。

外层走线的阻抗设计与四层板相同

因内层走线一般情况下比表层走线多了个平面层,电磁环境与表层不同

以下是第三层走线阻抗控制建议（叠层参考图4）

100欧姆差分阻抗推荐设计

线宽、间距 6/10/6 mil

差分对与对之间距离≥20mil(3W准则)；

90欧姆差分阻抗推荐设计

线宽、线距 8/10/8 mil

差分对与对之间距离≥20mil(3W准则)；

计算参数：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介电常数4.4+/-0.2，铜厚1.0盎司（1.4mil）半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil)，介电常数4.3+/-0.2

阻焊油厚度 0.6±0.2mil，介电常数 3.5+/-0.3

叠层结构：

顶层丝印

阻焊层

铜皮层

半固化片

覆铜基板

半固化片

覆铜基板

半固化片

铜皮层

阻焊层

底层丝印

图4

四、六层以上，请按相关的规则自行设计或咨询相关人员确定叠层结构及走线方案。

五、 因特殊情况有其他阻抗控制需求，请自行计算或者咨询相关人员以确定设计

方案

注：①、影响阻抗的情况较多，需要阻抗控制的PCB仍需要在PCB设计资料或样板单中标明阻抗控制要求；

②、100欧姆差分阻抗主要用于HDMI、LVDS信号，其中HDMI需要通过相关认证是强制要求；

③、90欧姆差分阻抗主要用于USB信号；

④、单端50欧姆阻抗主要用于DDR部分信号，鉴于DDR颗粒大部分采用内部调节匹配阻抗设计，设计以方案公司提供Demo板为参考，本设计指南不作推荐；

⑤、单端75欧姆阻抗主要用于模拟视频输入输出，在线路设计上都有一颗75欧姆的电阻对地电阻进行了匹配，所以在PCB Layout中不需要再进行阻抗匹配设计，但需要注意线路中的75欧姆接地电阻应靠近端子引脚放置。

单端阻抗差分阻抗

常用PP

类型 介质厚可调范围 介电常数

1080 2.8mil 2.0-3.0mil 4.3

2116 4.2mil 4.0-5.0mil 4.3

1506 6.0mil 5.5-6.5mil 4.3

7628 7.2mil 7-8.5mil 4.3

阻焊油厚：0.6±0.2mil

Cer=3.5+/-0.3