阻抗板制作设计指引汇总
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。
PCB阻抗设计及计算教程
PCB阻抗设计及计算教程PCB阻抗设计及计算是电路设计与布局中的重要一环,它对于保证电路性能、抑制信号干扰和提高系统稳定性具有至关重要的作用。
本文将介绍PCB阻抗的基本概念,阻抗设计的目标和方法,并详细解释如何进行PCB阻抗计算。
1.基本概念:在PCB设计中,阻抗是指电流或信号在电路板上的传输时遇到的阻碍。
阻抗主要由导线、平面、空气等介质的特性决定。
常见的阻抗有单端阻抗和差分阻抗。
2.阻抗设计的目标:(1)确保信号完整性:通过控制阻抗,避免信号的反射和损耗,确保信号的完整性,避免信号失真以及噪声和串扰的引入。
(2)抑制系统的电磁辐射:通过设计合适的阻抗,减少电流的回流路径,降低系统的电磁辐射水平,提高抗干扰能力。
(3)提高系统的工作稳定性:通过阻抗设计和匹配,使得信号传输更加稳定,避免因阻抗不匹配引起的系统不稳定和故障。
3.阻抗设计的方法:(1)常规PCB布局:根据电路需求和信号速度,尽量避免使用过长过窄的线路,减小阻抗不匹配和信号失真的可能性。
(2)地线的设计:地线是设计阻抗的重要因素之一,它应该尽量宽而平,以减小阻抗,提高地线的传输能力。
(3)控制环境因素:根据设计需求,合理选择PCB板材和层间距,控制介质常数,进而控制阻抗值。
(4)信号层堆叠:通过合理的层次规划和PCB板厚度选择,控制信号层之间的间距和层间介质特性,达到要求的阻抗。
4.PCB阻抗计算:(1)阻抗计算规则:根据线宽、线距和介质常数等参数,可以使用在线计算软件或公式进行阻抗计算。
常用的公式有微带线和线间微带线的计算公式。
(2)使用在线计算软件:目前市面上有许多免费的在线阻抗计算软件,只需输入所需参数即可得到计算结果。
(3)使用电磁仿真软件:对于复杂的PCB设计,可以使用电磁仿真软件进行阻抗计算,如ADS、CST等软件。
仿真软件可以更加准确地计算阻抗,并考虑复杂的环境因素。
总结:PCB阻抗设计及计算是PCB设计中不可忽视的一环,它对电路性能和系统稳定性具有重要影响。
阻抗制作规范操作指引
1、目的:为规范制作阻抗PCB的阻抗计算和阻抗图形设计方法,确保成品的阻抗符合规定,使阻抗制作标准化,简单化。
2、范围:适用于本厂客户要求阻抗控制的PCB阻抗设计及CAM制作的阻抗图形设计。
3、参考文件无4、定义4.1特性阻抗(Characteristic Impedance)当一条导线与大地绝缘后,导线与大地彼此之间的阻抗。
4.2 差分阻抗(Differential Impedance)二条平行导线与大地绝缘后的阻抗,两条导线与大地彼此之间的阻抗。
5、职责5.1 PE工程部:负责客户阻抗资料的确认和设计制作;5.2 PROD生产部:按照操作指示和制作指示进行生产;5.3 QA品保部:阻抗板在制作过程中的品质监控及确认;5.4 ME工艺部:为阻抗板在制作中提供技术支持。
6、作业内容6.1 客户资料确认6.1.1确认客户压合结构可否满足阻抗控制要求。
6.1.2确认阻抗控制范围是否合理,一般情况下公差标准为±10%。
6.1.3阻抗层控制阻抗线粗设计是否合理,无阻抗线层尽量不做阻抗控制,以降低制作难度。
6.1.4评估客户阻抗控制有否特殊要求,厂内能力能否满足客户要求。
6.2阻抗设计基本原则6.2.1抗设计计算采阻抗计算软件进行计算,根据客户阻抗要求,分别输入介电常数、铜厚、线宽、线距、介电层厚度等相关参数,然后根据我司生产能力制作我司生产工作指示(MI),以指导现场生产。
6.2.2压合结构的确认根据客户要求设计压合结构,除客户指定的压合结构外,压合结构设计的一般原则如下: 6.2.1优先选用厚度较大的基板(尺寸稳定性较好);6.2.2优先选用低成本(或低成本组合)PP;备注:对于同种玻璃布型prepreg,树脂含量高低基本不影响价格,pp厚度与价格无必然联系,特殊PP(如2113,2112,3113,1506,106)价格一般较普通PP(7628, 7630,1080,2116)贵30%以上,为节约成本,在保证压合品质的前提下,PP张数尽量少用,尽量避免使用特殊PP。
PCB阻抗设计参考
PCB阻抗设计参考在PCB设计中,阻抗是一个非常重要的参数,尤其对于高频信号传输和数字信号传输。
正确设计PCB阻抗可以确保信号的稳定传输和减少信号衰减。
一般来说,要设计PCB的阻抗,需要考虑以下几个方面:1.材料特性:首先要了解所使用的PCB板材的介电常数和介磁常数。
这些参数会对阻抗产生影响,例如常用FR-4板材的介电常数在4.2~4.5之间。
2.PCB层结构:多层板的设计中,每一层的布线方式会影响阻抗。
通过选择合适的层次安排来控制阻抗。
两层板可以使用不同的宽度和间距的微带线或者分界线以控制阻抗,而对于多层板可以考虑使用阵列线、共面线、差分线等方式控制阻抗。
3. 线宽和间距的选择:根据所需的阻抗值和PCB的板厚,可以通过一些公式来选择合适的线宽和间距。
常用的公式有美国电气工程协会(IEEE)和Roger Ghirardi等提出的公式。
4.主要参数计算:对于常用的阻抗控制线如微带线、分界线和差分线,可以根据它们的几何特性和材料参数计算出所需的阻抗。
例如对于一条微带线,阻抗可以根据线宽、线距、介电常数等参数,使用公式计算得出。
5.仿真工具:使用仿真工具对阻抗进行验证也是一种常用的方法。
通过在仿真软件中建立PCB的模型,可以模拟信号在PCB中的传输情况,从而验证设计所得阻抗的准确性。
6.实际布局:在进行实际布局时,要确保实际线宽和间距与设计要求相符。
可以使用追踪宽度测量工具来检查PCB上的线宽,并使用追踪间距工具来检查线间距。
此外,还要注意信号线和地线的排列,以尽可能减小信号线的距离地线的距离。
通过合理的PCB阻抗设计,可以使得信号在PCB上得到稳定传输,减少信号衰减,提高系统的性能和可靠性。
(注:此回答基于2024年的知识,并不包括当前最新的技术和趋势,如有需要请参考最新资料和指导。
阻抗板工程设计规范
1.0 工程设计阻抗值应保证在阻抗要求值的+/-5%之内,不在公差范围之内的均不合格。
2.0阻抗板最终测试合格标准:
2.0.1阻抗要求值50以下,则其允许公差为+/-5欧姆;
2.0.2阻抗要求值50以上,则其允许公差为+/-10%;
3.0.1 不在公差范围之内的均判定为不合格;
3.0.2阻抗设计合格标准+/-5%。
4.0.制作程序:
4.0.1 计算阻抗时,对参数调整的顺序:优先调整介质厚度,其次线宽/间距。
介质厚度调整2mil
以内可不与客户确认,阻抗线调整0.5mil可不用确认;
5.0 规范内容:
5.1阻抗设计相关参数:
5.1.1.3介电常数:
:
对介电常数的取值,要关键看其介质的厚度来对应查找其对应的介电常数,可以按最接近的原则进行选择;如果计算的介质厚度位于列表中的两个介质厚度中间,则介电常数取列表相应两个介电常数的平均值;如果顾客提供板材,则按顾客提供板材的介电常数取值。
5.1.2线宽/线距
常规下侧蚀因子在2.0-2.5左右。
为了方便计算,在常规板制作计算时,使用计算线宽如下表:(对于非常规铜厚时则需要参考侧蚀因子进行计算及与工艺人员进行确认)。
使用计算间距(S)为顾客设计间距。
=顾客设计线宽)
(注:W
5.1.3铜厚
常规下,内层基铜厚为1OZ、0.5OZ、2OZ,外层基铜铜厚为HOZ、1OZ、2OZ。
常规情况下内层的基铜厚就是其成品的计算厚度。
以上仅供参考。
PCB阻抗设计指南
PCB阻抗设计指南PCB阻抗设计指南是用于帮助工程师在设计印刷电路板(PCB)时确保正确匹配信号和传输线的阻抗的一系列准则和建议。
阻抗匹配是指通过选择适当的线宽、距离和材料来确保信号在传输线上的传输中不发生反射和损耗,并最大程度地减少信号的衰减和失真。
以下是一些PCB阻抗设计指南:1.选择合适的材料:PCB的材料参数,例如介电常数和损耗因子,对于阻抗匹配至关重要。
选择低损耗的材料和符合要求的介电常数,可以降低信号的衰减和失真。
2.线宽和距离的计算:阻抗的大小与传输线的几何形状密切相关。
根据所选材料的介电常数和期望的阻抗值,可以使用PCB设计软件或在线阻抗计算器来计算适当的线宽和距离。
这些计算应该考虑到信号层和地平面层之间的间隔以及相邻信号层之间的层间解耦电容。
3.保持对称性:为了避免信号的不对称性引起的互相干扰和失真,应该尽量保持PCB中信号层和地平层之间的对称性。
这意味着在布局和布线时,相邻信号层之间的线的宽度和间距应保持一致。
4.地平面设计:地平面起到混合信号的屏蔽作用,对于信号的保护和防止互相干扰非常重要。
在PCB设计中,应该尽量使用连续的地平面和分割地平面来避免信号层之间的串扰。
5.差分信号和单端信号的阻抗匹配:在设计高速差分信号传输线时,应该注意差分对之间的阻抗匹配,以避免信号的共模噪声和失真。
单端信号线也需要进行阻抗匹配,以保证信号的完整性。
6.穿越电流和返回路径:穿越电流是指信号从一个地方流到另一个地方的路径。
为了减少穿越电流引起的互相干扰和电磁辐射,应该通过正确的布局和布线来确保返回路径尽可能接近信号路径,并确保良好的地引和供电。
7.强调阻抗控制的重要性:在PCB设计中,阻抗控制对于高速信号传输和减少信号衰减、失真至关重要。
设计师应该明确了解所需阻抗值,并确保在整个设计过程中始终监测和验证阻抗。
总结起来,PCB阻抗设计指南是建议工程师在设计印刷电路板时遵循的一系列准则。
通过合适的材料选择,准确的线宽和距离计算,保持对称性和良好的地平面设计,差分信号和单端信号的阻抗匹配,以及正确的穿越电流和返回路径控制,可以有效地确保信号的完整性和传输质量。
PCB特性阻抗设计指导
PCB特性阻抗设计指导电路板的高频阻抗控制,对于许多客户而言应不陌生,但就特性阻抗是如何设计而来或者特性阻抗在线路设计时有何限制,甚至高频特性阻抗传输线又应设计多长才能达到,最好的传输匹配环境,等多方面的问题,这里就电子学的领域出发解析影响高频特性阻抗品质。
〝谐振 resonance 〞所谓的谐振意指可发生于任一物理系统中只要该系统具有相对形式之贮能零件,当贮存于这些零件中之能量作相互交换时,就不需再自能源取得额外之能量,而将有谐振存在。
我们都知道,当驾驶一前轮不平衡之车辆时,在某些特定速率下不平衡的轮子之振动率等于前端悬吊者之自然谐振频率,则存在在一系统中之弹箕及质量中之能量,可彼此互作交换,导致一大的振动及方向盘之移动,这些情形司机常见到。
在本文中,我们将讨论在电路中之谐振特性及一些应用,电路中之谐振要求电抗量必须能互相抵消,在一串联 RLC电路中,此需电抗性电压降抵消,在一并联RLC电路中,则需电抗性电流互相抵消。
一串联电路的阻抗为电阻值及电抗值之向量和,在一串联RLC电路中,将有一频率,在该频率下,可使其电感抗及电容抗相等,此频率称为谐振频率。
可使电抗值互相抵消,导致净电抗值为 0 ,在谐振频率(f0),|XL|=|XC| 其中所言的 RLC 电路即指电阻、电感、电容组件所组合而成的电子回路。
所以了解何为特性阻抗之前,甚至何谓谐振频率应先就其材料特性加以了解,就电阻而言,电阻器(resistor)在高频电路中应用甚广,但是一般对电阻特性的了解仍多局限于电阻在直流电路中,所呈现的阻尼特性。
实际上,电阻在高频电路中,因受信号频率的影响,不仅电阻值会随之改变,更可能会呈现电感或电容的特性。
如图所示电阻器在高频时的等效电路,R 为电阻器的电阻值, L 为其两端引线的电感,C 为存在于电阻器内所有杂散电容的总和。
杂散电容形成的原因随电阻器结构的不同而异,以碳粒合成电阻(carbon composite resistor)为例,由于其结构为以微小碳粒压合而成,故在各碳粒之间都存有电容,此即为等效电路中杂散电容 C 的来源之一。
特性阻抗板工程制作规范
特性阻抗板工程制作规范1目的规范特性阻抗板工程设计和制作。
2适用范围适用于特性阻抗板的工程设计和制作。
3职责MI人员负责阻抗板的流程设计、叠层设计和阻抗计算;5.常见阻抗的类型5.1 单端阻抗常见类型5.1差分阻抗常见类型内层单端下线宽对应参考层6. 阻抗产品审核细则与注意事项1)记录客户阻抗与叠层要求:包括:阻抗控制层数,线宽/间距,屏蔽层,阻抗要求值与公差. 2) 按顾客要求与实际文件进行核对:找阻抗线----确定单端或差分----确定屏蔽层----是否共面地模式----是否覆盖阻焊.3) 根据顾客提供叠层初步计算,如需调整,按以下优先顺序进行(如果能电话沟通的最好先沟通清楚)-----调整叠层-----调整线宽-----建议顾客按理论计算值控制-----不作阻抗控制-----以上都不行则建议调整板厚.4) 如果相同层不能同时满足单端与差分阻抗要求,先满足差分,单端可建议客户按计算值控制. 5) 如果屏蔽层能够屏蔽大部分阻抗线,小部分不能屏蔽的情况下,如有其它问题,与客户说明确认,如果没有其它确认可以不确认;屏蔽层只能屏蔽小部分阻抗线的情况下必须与客户确认; 内层阻抗屏蔽层只能屏蔽小部分阻抗线时最好与客户确认相邻两层作参考层,因为隔层参考很难控制,同时如只有一个参考层时需确保不能隔太多层.(如8层板第3层有阻抗,尽量与客户确认两个参考层,同时最好是相邻层,不要隔层参考,不能第3层只参考第2层而无上参考层,即无上参考层的介质厚度为第3-8层的介质厚度,这介质厚度对阻抗是有很大影响的)6) 在审核后线宽需要加粗的情况下,必须确保间距足够;间距允许情况下尽量调大线宽制作,对于差分,线宽/间距小于0.10MM 时,尽量调大线宽,同时调大间距.(阻抗与线宽成反比,间距成正比,两个参数同时加大阻抗是可以不变的)7) 在间距足够情况下,对于差分阻抗或共面地阻抗,尽量线宽和间距一起调整,线宽调整多少,间距就调整多少,保证阻抗线易于调整.(如LW:0.20MM/L to L:0.20MM, 调整时LW:0.15MM/L to L:0.25MM, 即线宽缩小0.05mm,间距相应加大0.05mm)7.材料的选择7.1 材料选择考虑等级7.2 材料选择考虑的因素1) Tg 值(材料的玻璃转化点温度);(“无铅”兼容考虑,无铅多用高TG 材料) 2) Td 值或T260、T288 (材料的热分解温度);(“无铅”兼容考虑) 3) Er 值与Tan δ (Dk 与Df )(介质损耗与介质损耗角正切) 4) 卤素含量(是否为无卤素材料) 5) 客户产品使用频率值6) 其他考虑因素:UL 等级(阻燃)、CTI (漏电起痕指数)、CTE-Z(Z 轴澎涨系数)、专用高频材料.8.叠层的设计:8.1顾客叠层要求>阻抗要求>板厚要求>填胶要求>制作要求>成本要求>其他要求.8.2 如果客户有叠层的要求或叠层图时,按客户的叠层计算阻抗,同时确保完成板厚要求.8.3 按客户的要求或自行设计叠层时,如果实在无法满足客户所有的阻抗要求,优先满足所有层的差分,单端按实际计算值制作,但设计时单端阻抗值与实际要求不能相差太远,应小于10欧,如果可以,先和客户电话沟通,事先确认,再发问客,避免重复工作.8.4 客户没有叠层要求和叠层图时, 简单产品可以用手工计算叠层,如阻抗较为复杂,采用Polar 自动化软件计算出其叠层,再把叠层和调整后的线宽/线距提供给客户确认.8.5半固化片厚度使用考虑流胶后的厚度:(残铜率按单元的残铜率即可)类型一:芯板与铜箔之间(单面填胶)类型二:内层芯板之间(双面填胶)类型一:实测厚度=理论厚度-铜厚*(1-残铜率) (表层的残铜率取100%,光板残铜率为0)类型二:实测厚度=理论厚度-铜厚1*(1-残铜率1)-铜厚2*(1-残铜率2)8.6半固化片使用原则1)应优先满足流胶问题,然后考虑其生产成本。
阻抗设计指导书
文件編號生效日期2012-11-06 頁碼 21.目的1.1明确阻抗设计的要求,方法和参数选用;1.2建立阻抗设计作业标准,指导阻抗设计,以保证满足客户设计要求。
2.范圍2.1普通多层板阻抗设计适用。
2.2适用于采用计算软件SI8000的阻抗设计和阻抗控制。
3.定義:3.1阻抗:具有电阻、电感和电容的电器里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示。
阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成。
4.組織與權責4.1工程部依设计指引进行设计;4.2廠務部相关工序负责过程中品质异常时的改进,制作控制能力的提高;4.3品管部负责数据分析、过程定期监控;5.作業流程:無6.作業內容:6.1阻抗影响主要因素,其中一個參數變化,假設其餘條件不變:6.1.1阻抗线宽:阻抗线宽与阻抗成反比,线宽越细,阻抗越高,线宽越粗,阻抗越低。
6.1.2介质厚度:介质厚度与阻抗成正比,介质越厚则阻抗越高,介质越薄则阻抗越低。
6.1.3介电常数:介电常数与阻抗成反比,介电常数越高,阻抗越低,介电常数越低,阻抗越高。
6.1.4防焊厚度:防焊厚度与阻抗成反比,在一定厚度范围内,防焊厚度越厚,阻抗越低,防焊厚度越薄,阻抗越高。
6.1.5铜箔厚度与阻抗成反比,铜厚越厚,阻抗越低,铜厚越薄,阻抗越高。
6.1.6差动阻抗:间距与阻抗成正比,间距越大,阻抗越大,其余影响因素则与特性阻抗相同。
6.1.7.Coplanar阻抗:阻抗线距导体的间距与阻抗成正比,间距越大,阻抗越大,其它影响因素则与特性阻抗相同。
6.2阻抗设计值计算模式及设计要求:阻抗计算采用SI8000计算软件模拟的參數表,如圖:文件編號生效日期2012-11-06 頁碼 3H1/H2/H3:介电层厚度(如双面板即为板材厚度,如四层板即为PP片厚度,如四层板参考层为第三层则为PP片厚度+板芯厚度,重点是要看参考层).Er1:介电常数(一般为4.5).W1:下缘线宽(蚀刻后的下缘线宽).补偿后的线宽+10%的蚀刻值W2:上缘线宽(蚀刻后的上缘线宽).原稿线宽T1:成品铜厚.C1:基材上的绿油厚度.C2:阻抗线上的绿油厚度.CEr:阻焊油的介电常数.D1:阻抗线到周围铜皮之间的距离S1:阻抗线到阻抗线之间的距离C3:阻抗线与阻抗线之间的绿油厚度!6.2.1外層特性阻抗计算圖示:單張PP 兩張PP6.2.2单端共面波導阻抗计算圖示:單張PP 兩張PP6.2.3外層差動阻抗计算圖示:單張PP 兩張PP6.2.4外層共面差動阻抗计算圖示:單張PP 兩張PP文件編號生效日期2012-11-06 頁碼 46.2.5内层特性阻抗计算圖示:單張PP 兩張PP6.2.6内层差動阻抗计算圖示:單張PP 兩張PPH1:阻抗线到最近的介电层之间的厚度.H2: 阻抗线到较近的介电层之间的厚度.6.2.7内层共面特性阻抗计算圖示單張PP 兩張PP6.2.8内层共面差動阻抗计算圖示單張PP 兩張PP6.2.9內層微波特性阻抗計算圖示:單張PP 兩張PP6.2.10內層共面差動波導阻抗計算圖示::單張PP 兩張PP。
PCB阻抗设计参考
PCB阻抗设计参考PCB阻抗设计在电路板的布局和信号传输中起着关键作用。
准确控制PCB阻抗可以避免信号失真、干扰和反射,从而提高电路的性能和可靠性。
本文将介绍PCB阻抗设计的参考指南,包括阻抗定义、计算方法、常见问题和解决方案等。
一、阻抗定义二、阻抗计算方法1.微带线阻抗计算微带线是一种常用的导线结构,由一层导体贴在绝缘基板上形成。
它的阻抗取决于导线的宽度、厚度、介电常数和信号频率。
常用的计算公式有EMPIRICAL、NEHARI、WADSWORTH等。
2.差分微带线阻抗计算差分微带线由两个平行的微带线组成,可以用于高速差分信号传输。
由于差分模式下的返回路径电流的抵消作用,它具有较低的辐射和串扰噪声。
差分微带线的阻抗计算需要考虑线宽、间距、厚度等参数。
3.同轴线阻抗计算同轴线是一种由内导体、绝缘层和外导体组成的导线结构,常用于高频信号传输。
同轴线的阻抗计算与微带线的方法类似,但需要考虑内外导体的尺寸和材料特性。
4.斑点线阻抗计算斑点线是一种用于高频和微波应用的导线结构,由封闭的金属环组成。
它的阻抗计算较为复杂,需要考虑金属环的几何形状、内外直径、材料特性等。
三、常见问题和解决方案1.阻抗匹配在高速信号传输中,阻抗匹配非常重要。
当信号源和负载之间的阻抗不匹配时,会产生信号反射和传输损耗。
为了避免阻抗不匹配,可以使用匹配电路、同轴线、差分信号等技术。
2.阻抗控制3.阻抗测试在PCB制造过程中,阻抗测试是一项必要的工序。
常用的测试方法有时域反射法(TDR)、嵌入式测试点法(ETP)、特定阻抗法等。
测试结果应与设计要求进行比较,以确保阻抗控制的准确性。
4.阻抗匹配网络当设计中存在阻抗不匹配时,可以使用阻抗匹配网络来实现阻抗转换。
常用的匹配网络包括LC匹配电路、微带线转换器等。
匹配网络的设计需要考虑频率响应、信号损耗、功率容量等因素。
综上所述,PCB阻抗设计是电路板设计中的重要环节。
准确控制PCB阻抗可以提高电路性能和可靠性,减少信号失真和干扰。
PCB阻抗设计准则
PCB阻抗设计准则PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)阻抗设计准则是在设计和制造PCB时确保信号传输的准确性和稳定性的指导原则。
阻抗是电路中电流和电压之间的相对关系,它对信号传输速度、数据完整性和抗干扰能力等方面都具有重要影响。
因此,PCB阻抗设计准则是确保PCB可靠性和性能的关键。
以下是一些常见的PCB阻抗设计准则:1.选择合适的传输线构造:在PCB设计中,常见的传输线类型有微带线、同轴线和双向线等。
根据实际应用需求和信号特性,选择合适的传输线类型和线宽。
2.控制传输线的几何尺寸:传输线的宽度、间距和厚度等几何参数直接影响阻抗。
因此,在设计过程中要按照设计要求和信号特性控制好传输线的几何尺寸。
3.选择合适的介质常数:介质常数是PCB设计中很重要的一个参数,它对传输线的阻抗有很大影响。
选择合适的介质常数可确保传输线阻抗的一致性和稳定性。
4.控制传输线长度:传输线的长度也会对阻抗产生影响。
阻抗是随着长度的变化而变化的,因此在PCB设计中要控制好传输线的长度。
5.使用阻抗控制工具:PCB设计软件通常会提供阻抗控制工具,可以帮助设计师快速计算和控制传输线的阻抗。
合理使用这些工具可以提高设计效率和准确性。
6.注意信号层之间的阻抗匹配:在多层PCB中,不同信号层之间的阻抗匹配也是非常重要的。
在设计过程中要注意信号层之间对阻抗的影响,通过适当的层堆叠和电气连接方式来实现阻抗匹配。
7.确保良好的地与电源连接:地和电源连接是PCB设计中另一个关键问题。
良好的地和电源连接可以减小共模干扰和电源噪音,从而提高信号质量和阻抗匹配。
8.进行阻抗测试和验证:在PCB制造完成后,进行阻抗测试和验证是非常重要的。
通过测量实际的阻抗值和预期的阻抗值进行对比,可以确保PCB的阻抗设计是准确和可靠的。
综上所述,PCB阻抗设计准则是确保PCB可靠性和性能的关键。
合理控制传输线的几何尺寸、选择合适的介质常数、控制传输线长度等都是保证阻抗的一致性和稳定性的重要因素。
PCB阻抗设计计算以及注意事项
PCB阻抗设计计算以及注意事项PCB阻抗设计计算以及注意事项阻抗设计与计算:阻抗控制四要素相互影响的变化关系:1、H=信号层与参考层间介质厚度;厚度↑,阻抗值↑,厚度↓,阻抗↓2、W=走线宽度;线宽↑,阻抗值↓,线宽↓,阻抗↑3、εr=材料的介电常数;介电↑,阻抗值↓,介电↓,阻抗↑4、T=走线厚度;铜厚↑,阻抗值↓,铜厚↓,阻抗↑(1)、W(设计线宽):该因素一般情况下是由设计决定的。
在设计时请充分考虑线宽对该阻抗值的配合性,为达到该阻抗值在一定的H、Er和使用频率等条件下线宽的使用是有一定的限制的。
(2)、S(间距):阻抗线之间的间距主要由客户决定,在工程制作时应充分考虑到补偿与生产加工的控制。
(3)、T(铜厚):设计时应考虑到电镀加厚对铜厚的影响,一般情况加厚厚度为18-25um;(4)、H(介质厚度):设计时应考虑层压结构的对称性与芯板的库存;在对残铜率较低的板,理论上的计算厚度与实际操作过程所形成的实际厚度会有差异。
设计时对该因素应予以充分的虑。
阻抗设计的注意事项:1、阻抗线必须有对应的参考平面,且参考平面必须完整;2、不同类型阻抗线应区分标示;3、相邻导线间的走向互相垂直步设或采用阶梯斜向45°走线;4、同一层上线宽一样的阻抗线对应的参考平面一致时,避免出现不同的阻抗要求值;5、使用标准铜厚,且成品铜厚不超过2OZ;6、尽可能减少阻抗线跨层7、共面阻抗的辐射更低,电场和磁场的耦合干扰更小,优于微带线8、过孔本身存在寄生电容和寄生电感,过孔的寄生电容会延长信号上升时间,降低电路的速度,过孔的寄生电感会消弱旁路电容的作用,消弱整个电源系统的滤波效果,因此须减少阻抗线附近的接地PTH过孔设计9、同样不合理的焊盘,铜点干扰也能导致阻抗的不连续性,因此须减少阻抗线旁间距很小的。
阻抗板的制作培训
阻抗板的制作培训1.线宽/线距常规下侧蚀因子在2.0-2.5左右。
为了方便计算,在常规板制作计算时,使用计算线宽如下表:(对于非常规铜厚时则需要参考侧蚀因子进行计算及与工艺人员进行确认)。
使用计算间距(S )为顾客设计间距。
(注:W 0=顾客设计线宽)铜厚常规下,内层基铜厚为1OZ 、0.5OZ 、2OZ ,外层基铜铜厚为HOZ 、1OZ 、2OZ 。
常规情况下内层的基铜厚就是其成品的计算厚度。
阻焊的厚度与对阻抗值的影响阻焊厚度为10um 对单端的阻抗值影响为1-3ohm (4%-6%),计算时定为减小2ohm ,外层设计计算时采用不盖阻焊的方法进行软件计算,再减去阻焊对阻抗值的影响而得到设计阻抗值。
阻焊厚度对差分阻抗影响较大,减小为5-12ohm ,计算时采用盖阻焊的模式来进行计算。
制作阻抗附连片用于阻抗测试:1阻抗附连片设计在板边,方向与阻抗线布方向平行,若阻抗线两个方向,原则上选用短边,但若短边长度不足9英寸或出现特殊情况如金手指等则将其设计在长边。
如图示。
100mil2 阻抗附连片与板平行,距离成品板间距100mil 。
3 测试线设计不小于7.5英寸,测试孔为PTH 孔,成品孔径要求1.25mm ,一般线路焊盘为80mil,而其阻焊盘为88mil,内层隔离焊盘和花焊盘按相关规范设定,要求阻抗最靠近板边的测试焊盘距离板边距离为30mil 左右,设计最小开料尺寸为佳。
4在开料尺寸比较小的情况下,为满足阻抗线的长度的情况下,往往需要另外加大开料,在阻抗线对不是很多情况下,可以将阻抗线做为曲线。
如下图示d=100mil 。
5 对于每组测试线,只需要一端有测试焊盘(孔)即可,另一端为悬空。
如下图所示:L1 6 从减小附连边角度出发,相邻对阻抗线的间距越小越好,但太近,会产生耦合干扰,所以同层相邻阻抗线对的间距需保证有100mil 。
L17单端测试要求:测试线对应的测试的孔与PLANE 层对应测试的孔间距为X 和Y 方向上均为100MIL 。
阻抗设计指引
阻抗设计指引1.0、目的确定阻抗控制的要求,规范阻抗计算方法,拟定阻抗测试Coupon设计之准则,确保产品能够满足生产的需要及客户要求。
2.0、范围所有需要阻抗控制产品的设计、制作及审核。
2.1、定义特性阻抗的定义:在某一频率下,电子器件传输信号线中,相对某一参考层,其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗,它是电阻抗,电感抗,电容抗……的一个矢量总和。
2.2、特性阻抗的分类:目前我司常见的特性阻抗分为:单端(线)阻抗、差分(动)阻抗、共面阻抗此三种情况。
2.2.1、单端(线)阻抗:英文Single Ended Impedance ,指单根信号线测得的阻抗。
2.2.2、差分(动)阻抗:英文Differential Impedance,指差分驱动时在两条等宽等间距的传输线中测试到的阻抗。
2.2.3、共面阻抗:英文Coplanar Impedance ,指信号线在其周围GND/VCC(信号线到其两侧GND/VCC间距相等)之间传输时所测试到的阻抗。
3.0、职责3.1、工程部负责本文件的编制及修订。
3.2、MI设计人员负责对客户资料中阻抗要求的理解及转换,负责编写阻抗控制的流程指示、菲林修改指示及阻抗测试Coupon的设计。
MI在生产使用过程中负责解释相关条款内容。
3.3、品保部QAE负责对工程资料的检查及认可。
4.0、内容4.1、阻抗设计流程:测量阻抗是否符合客户要求4.2、阻抗控制需求的决定条件:当信号在PCB导线中传输时,若导线的长度接近信号波长的1/7,此时的导线便成为信号传输线,一般信号传输线均需做阻抗控制。
PCB制作时,依客户要求决定是否需管控阻抗,若客户要求某一线宽需做阻抗控制,生产时则需管控该线宽的阻抗。
4.3、阻抗匹配的三个要素:4.3.1、输出阻抗(原始主动零件) 特性阻抗(信号线) 输入阻抗(被动零件)(PCB板)阻抗匹配4.3.2、当信号在PCB上传输时,PCB板的特性阻抗必须与头尾元件的电子阻抗相延误等现象,从而导致信号不完整,信号失真。
阻抗设计指引范文
阻抗设计指引范文阻抗设计是电子电路设计中的一个重要步骤,它关系到电路的性能和稳定性。
在设计过程中,采用合适的阻抗可以实现电路的匹配、功耗优化和信号传输质量的提高。
下面是一些阻抗设计的指导原则。
1.了解设计需求:在进行阻抗设计前,首先了解设计需求,包括输入输出信号的频率范围和幅度等。
这有助于确定所需的阻抗参数。
2.选择合适的阻抗值:在电子电路设计中,常用的阻抗包括输入阻抗和输出阻抗。
输入阻抗主要与信号源的输出阻抗相匹配,以最大化信号的传输。
输出阻抗则主要与负载(如下一个电路阶段或负载电阻)相匹配,以避免信号的反射和功耗的损失。
3.使用合适的传输线:在高频电路中,传输线的特性阻抗很重要。
传输线的阻抗应与电路中其他元件的阻抗相匹配,以便信号能够以最大的能量传输。
常用的传输线包括微带线、同轴电缆等。
4.了解阻抗变化对信号的影响:阻抗存在不同的频率响应,它随着频率的变化而变化。
了解阻抗的频率响应特性对于选择合适的阻抗至关重要,以确保信号在整个频率范围内得到良好的传输。
此外,还要考虑温度、湿度等环境因素对阻抗变化的影响。
5.降低反射:在设计过程中,要尽量降低信号的反射。
反射信号会增加信号的噪声和失真,可能导致信号的丢失。
通过使用正确的阻抗匹配和传输线设计,可以有效减少反射。
6.阻抗匹配网络:在一些情况下,电路的输入输出阻抗无法直接与信号源或负载匹配。
这时,可以使用阻抗匹配网络来实现阻抗的匹配。
阻抗匹配网络由不同的元件(如电容、电感、变压器等)组成,用于调整电路中的阻抗值,以便实现阻抗匹配。
7.确保稳定性:阻抗的稳定性对电路性能至关重要。
阻抗应尽量受到电路中其他元件的影响较小,以确保电路的稳定性和可靠性。
此外,还要考虑阻抗对温度变化、电源波动等因素的影响。
总之,阻抗设计是电子电路设计中的重要环节,它关系到电路性能、稳定性和信号传输质量。
通过选择合适的阻抗值、使用合适的传输线和阻抗匹配网络,可以实现电路的优化设计和性能提升。
特性阻抗板的制作
特性阻抗板的制作1.特性阻抗的含义:直流电的电流通过一个导体时会受到一个阻力,这个阻力称为电阻(R)。
当交流电的电流通过一个导体时,同样也受到一个阻力,但所不同的是,这种阻力和前面所述的直流电流所遇到来自电阻的阻力外,还有感抗(XL)和容抗(XC)的阻力的问题。
因此,电路或元件对通过其中的交变电流所引起的阻碍作用,称为阻抗(impedance)。
在计算机、无线通信等电子信息产品中,PCB的线路中的传输的能量,是一种由电压与时间所构成的方形波信号(square wave signal),称为脉冲(pulse)。
它所遭遇的阻力则称为特性阻抗。
当发送器件和接受器件的阻抗与线路一致时,信号才能比较完整的从发送器件传送到接受器件。
在pcb板中,金属导线长度大于信号传送波长的1/7时,就应按信号线处理,要考虑它的特性阻抗。
2.特性阻抗板的工程制作首先根据用户的阻抗要求,查找用户要求的阻抗线在用户文件中是否存在,如果不存在,应及时与用户沟通,确认是否有该种阻抗线和阻抗要求。
用阻抗计算软件Polar si8000计算出层压结构。
固定的参数设定如下:FR4基材,半固化片,阻焊油墨的介电常数暂定为4.2,18u铜箔厚度为0.7mil,35u铜箔为1.4mil。
外层如果采用18u 铜箔,成品后其铜厚为1.9mil。
阻焊油墨厚度都设置为0.8mil。
同时请注意采用相对应的结构模式(模式种类很多)。
通过对各种可变参数(线宽,间距,介质层厚度,铜厚)的调整,计算出适用于我厂工艺要求的层压结构和各阻抗线条的理论宽度。
如果线宽调整比较大,应与用户沟通,取得用户的同意。
计算出线条宽度后要考虑线条补偿后,间距是否符合工艺要求。
3.阻抗测试板的制作原理。
阻抗测试板具有和主 PCB 相同的分层和迹线构造(线宽和间距),同时和 PCB 的阻抗相同,这是非常精确的。
进而测试试样就足以确定线路板的阻抗是否正确了。
3.1 单端阻抗。
方焊盘和圆焊盘中心距离为140mil,两端圆焊盘与圆焊盘中心距离为大于或等于6in(约160mm)。
阻抗生产规范
阻抗板生产制作规范
4.7.4、显影放板时必须将有阻抗线控制那一面朝下放板,如两面都有阻抗线的板,阻 抗线较多或线路较密的一面朝下放板生产。 4.7.5、生产的阻抗板QA抽检时按AQL0.40 进行抽检,并严格按0收1退执行。 4.8图形电镀: 4.8.1、注意夹板方式及电镀参数的控制,保证板面铜厚尽可能一致;如果阻抗条设计 在板边,且上夹具后有阻抗条的一边靠近缸壁,那么电镀时最外边的夹具上应夹边条 。 4.8.2、没做过的板需做首板,按要求参数做一飞巴板后,随机抽1PNL送物理室打切片 确认孔铜、面铜、锡厚是否合格,合格后随机抽1-2PNL板进行蚀刻,蚀刻时确保线宽/ 线距在MI要求范围内,并送物理室进行阻抗值检测,根据具体结果再决定后面如何做板 。 (注:铜厚、线宽与阻抗值成反比) 4.9蚀刻: 4.9.1 、每批阻抗板蚀刻时需做1—2PNL首板送物理室检测阻抗值,首板生产时操作员 需记好生产的参数,依据阻抗仪检测的结果来调整蚀刻参数及线宽的大小。 4.9.2、生产过程中停机、未连续生产同一型号的阻抗板达1小时或超过1小时以上需按 4.9.1要求重做首板检测阻抗值确认OK后才能批量生产。
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深圳市捷兴达电子有限公司
阻抗板生产制作规范
4.3内层蚀刻: 4.3.1、 阻抗线宽(阻抗条及板内阻抗线)要求控制在要求的中上限。例如:阻抗线宽 要求:0.20mm,公差+/-10%,那么蚀刻后要求阻抗线宽控制在0.20mm--0.22mm之间 。(因棕化时有微蚀或返工,对线宽有一定影响) 4.3.2、蚀刻放板时需将有阻抗线控制那一面朝下放板,如两面都有阻抗线的板,阻抗 线较多或线路较密的一面朝下放板生产。 4.3.3、阻抗板必须先做首板满足要求后才能批量生产,如不合格,需重新做首板,直 到合格后才可批量生产。 4.3.4、阻抗板批量生产过程中必须加严检测频率,每生产30PNL做一次线宽检测,发 现异常及时知会相关人员跟进改善。 4.4 AOI: 4.4.1、阻抗线如有开路及缺口,可以进行邦线,但邦线后必须加严检测,保证邦线后 的阻抗线线宽及结合力能够满 足要求。 4.4.2、阻抗条上如有开路及缺口,同样必须邦线,其在后序的阻抗检测中,检测阻抗 条的结果同样可以代表生产板的阻抗情况。
(PCB印制电路板)PCB常用阻抗设计及叠层最全版
(PCB印制电路板)PCB常用阻抗设计及叠层最全版(PCB印制电路板)PCB 常用阻抗设计及叠层PCB阻抗设计及叠层目录前言5第一章阻抗计算工具及常用计算模型81.0阻抗计算工具81.1阻抗计算模型81.11.外层单端阻抗计算模型81.12.外层差分阻抗计算模型91.13.外层单端阻抗共面计算模型91.14.外层差分阻抗共面计算模型101.15.内层单端阻抗计算模型101.16.内层差分阻抗计算模型111.17.内层单端阻抗共面计算模型111.18.内层差分阻抗共面计算模型121.19.嵌入式单端阻抗计算模型121.20.嵌入式单端阻抗共面计算模型131.21.嵌入式差分阻抗计算模型131.22.嵌入式差分阻抗共面计算模型14第二章双面板设计152.0双面板常见阻抗设计与叠层结构152.1.50100||0.5mm152.2.50||100||0.6mm152.3.50||100||0.8mm162.4.50||100||1.6mm162.5.5070||1.6mm162.6.50||0.9mm||RogersEr=3.5172.7.50||0.9mm||ArlonDiclad880Er=2.217第三章四层板设计183.0.四层板叠层设计方案183.1.四层板常见阻抗设计与叠层结构193.10.SGGS||505560||90100||0.8mm1.0mm1.2mm1.6mm2.0m m193.11.SGGS||505560||90100||0.8mm1.0mm1.2mm1.6mm2.0m m203.12.SGGS||505560||9095100||1.6mm213.13.SGGS||505560||859095100||1.0mm1.6mm223.14.SGGS||505575||100||1.0mm2.0mm233.15.GSSG||50||100||1.0mm233.16.SGGS||75||100105||1.3mm1.6mm243.17.SGGS||50100||1.3mm243.18.SGGS||50100||1.6mm253.19.SGGS||50||1.6mm||混压253.20.SGGS||50||1.6mm||混压263.21.SGGS||50||100||2.0mm26第四章六层板设计274.0.六层板叠层设计方案274.1.六层板常见阻抗设计与叠层结构284.10.SGSSGS||5055||90100||1.0mm284.11.SGSSGS||50||90100||1.0mm294.12.SGSSGS||50||90100||1.6mm304.13.SGSGGS||50||90100||1.6mm314.14.SGSGGS||50||90100||1.6mm324.15.SGSSGS||5075||100||1.6mm334.16.SGSSGS||50||90100||1.6mm344.17.SGSSGS||50||100||1.6mm354.18.SGSSGS||5060||90100||1.6mm364.19.SGSSGS||5060||100110||1.6mm374.20.SGSSGS||50||90100||1.6mm384.21.SGSSGS||6575||100||1.6mm394.22.SGSGGS||5055||8590100||1.6mm404.23.SGSSGS||5055||90100||1.6mm414.24.SGSGGS||5055||90100||1.6mm424.25.SGSGGS||50||90100||1.6mm434.26.SGGSGS||5060||90100||1.6mm444.27.SGSGGS||37.550||100||2.0mm454.28.SGSGGS||37.550||100||2.0mm464.29.SGSGGS||37.550||100||2.0mm474.30.SGSGGS||37.550||100||2.0mm48第五章八层板设计495.0.八层板叠层设计方案495.1.八层板常见阻抗设计与叠层结构505.10.SGSSGSGS||5055||90100||1.0mm505.11.SGSGGSGS||5055||90100||1.0mm515.12.SGSGGSGS||55||90100||1.0mm525.13.SGSSGSGS||5590100||1.6mm535.14.SGSGGSGS||50||100||1.6mm545.15.SGSGGSGS||5590100||1.6mm555.16.SGSGGSGS||5055||100||1.6mm565.17.SGSSGSGS||37.5505575||90100||1.6mm57 5.18.SSGSSGSS||50||100||1.6mm585.20.GSGSSGSG||5060||100||2.0mm605.21.SGSGGSGS||37.5505575||90100||2.0mm615.22.SSGSSGSS||505560||100||21162.0mm625.23.SGSGGSGS||55||90100||21162.0mm635.24.SGSGGSGS||506570||5085100110||2.0mm645.25.GSGSSGSG||50||100||2.0mm655.26.SGSGSSGS||505560||8590100||2.0mm665.27.SGSSGSGS||5055||90100||2.0mm68第六章十层板设计696.0十层板叠层设计方案696.1.十层常见阻抗设计与叠层结构706.10.SGSSGSGSGS||50||100||1.6mm706.11.SGSSGSGSGS||50||100||1.6mm716.12.SGSSGGSSGS||50||90100||1.6mm726.13.SGSGGSGSGS||50||90100||2.0mm736.14.SGSSGGSSGS||50||100||1.8mm746.15.SGSSGGSSGS||50||100||2.0mm756.16.SGSSGGSSGS||50||90100||2.0mm766.17.SGSGGSGSGS||50||100||2.0mm776.18.SGSSGSGSGS||50||90100||2.0mm786.19.SGSGSGGSGS||50||100||2.0mm796.20.SGSGSGGSGS||5075||150||2.4mm806.21.SGGSSGSGGS||5075||100||1.8mm81第七章十二层板设计827.0十二层板叠层设计方案827.1十二层常见阻抗设计与叠层结构837.10.SGSGSGGSGSGS||3337.54050||8590100||1.6mm837.12.SGSGSGGSGSGS||50||100||1.6mm867.13.SGSGSGGSGSGS||3337.54050||8590100||1.6mm877.14.SGSGSGGSGSGS||3337.54050||8590100||1.6mm887.15.SGSSGGSSGSGS||4550||100||1.6mm907.16.SGSGSGGSGSGS||50||100||1.6mm917.17.SGSGSGGSGSGS||5060||100||2.0mm927.18.SGSGSGGSGSGS||5055||90100||2.0mm937.19.SGSGSGGSGSGS||5060||100||2.2mm94前言随着信号传输速度的迅猛提高以及高频电路的广泛应用,对印刷电路板也提出了更高的要求?要得到完整?可靠?精确?无干扰?噪音的传输信号?就必须保证印刷电路板提供的电路性能保证信号在传输过程中不发生反射现象,信号完整,传输损耗低,起到匹配阻抗的作用?为了使信号,低失真﹑低干扰?低串音及消除电磁干扰EMI?阻抗设计在PCB设计中显得越来越重要?对我们而言,除了要保证PCB板的短、断路合格外,还要保证阻抗值在规定的范围内,只有这两方向都合格了印刷板才符合客户的要求。
阻抗板生产制作规范
制作工艺H1变化较小,对阻抗的波动影响不大。
一般情况下基材25um时成品厚度为23-25um之间。
⑥C1、C2、C3是覆盖膜压合后在信号线及信号信层基材PI表面的厚度。
对阻抗有一定的影响。
由材料厚度决定,对改善阻抗关系帮助较小。
5.2.2 B类,阻抗线背面主为为PI基材,没有铜皮或网格此类结构阻抗值比A类明显大很多。
此类结构的差分阻抗模型中,台虹无胶基材Er1取3.5计算。
CEr取3.8进行模拟计算。
模拟计算时,覆盖膜FHT0520时 H1取24um,T1取17um,6.3.1沉铜后需检查背光,背光级数要求9.5级以上。
6.3.2闪镀铜需要检首挂板的输出电流,要求与设定电流一致,偏差在±10%之内可接受。
每个缸均需要测量。
6.3.3闪镀铜后,需抽测5%的面铜厚度,要求控制在2--6um之间。
同时首板需要检测孔铜厚度。
6.3.4图形电镀时,需严格控制二次铜厚度,要求孔铜总厚度在8-15um即可(特殊要求除外)。
因此二次镀铜只需电6-10um即可,要防止二次镀后孔环位置的高低差过大,导致做线路时,孔环位置断颈而开路。
一次铜与二次铜之间的高低差不得超过15um。
首板需要检测此数据。
取1PNL测5个点。
取4个角及中间测量,优先取切片孔。
6.3.5电镀阻抗板每款更换型号时需进行首挂板随机抽取1PNL、3个切片确认孔铜、面铜及孔环高低差是否合格,不合格时需及时调整参数。
6.4流程(菲林房)及湿流程(DES):6.4.1贴膜:6.4.1.1贴膜需根据板的最小线间距选择干膜,线间距≤60um时,选用20或25um厚的干膜。
反闪镀菲林时选用25或30um干膜.6.4.1.2贴膜人员需要将选用的干膜规格厚度标注在流程卡贴膜位置,以便显影人员根据干膜厚度设定显影速度。
6.4.2曝光:6.4.21针对阻抗板,干流程需先要做首板,首板取2PNL经曝光、显影、蚀刻后测量阻抗值后才算完成,显影后需要测量线宽及线间距,要求线宽在菲林值正±10%之内。
阻抗设计指引
1 范围规范阻抗设计步骤、影响阻抗值的参数、Polar软件的使用方法,确保设计出的阻抗模块既易于生产过程控制、又能满足客户的阻抗要求,以求得用最经济、实用的方法、在最短的时间内设计出最稳定、最合理的阻抗。
实用于生益公司所有生产的特征阻抗和差分阻抗特性线路板。
2 阻抗分类2.1 按阻抗线路所在层数分类:外层阻抗、内层阻抗。
2.2 按阻抗类别分类:特征阻抗(包含共面波导特征阻抗)、差分阻抗(包含共面波导差分阻抗、层间差分阻抗等)3 影响阻抗的相关因素及确定3.1 影响阻抗的相关因素阻抗线线宽底部(W1)阻抗线线宽顶部(W)阻抗线线间的间距或层间错位(S)阻抗线两侧屏蔽层之间的介质总厚度(包括芯板厚度、铜厚、胶片厚度、光芯板)(H)两侧屏蔽层中较厚的屏蔽层介质厚度(H1)(包括芯板厚度、铜厚、胶片厚度、光芯板,(H1)对于外层阻抗而言,代表绿油的厚度)阻抗线成品铜厚(T)相对间质常数(Er)阻抗线同层的屏蔽间距(S)(共面波导阻抗使用)3.2 阻抗结构示意图及其影响因素,举例如下:外层特征阻抗结构示意图内层特征阻抗结构示意图外层差分阻抗结构示意图内层差分阻抗结构示意图层间差分阻抗结构示意图共面波导阻抗结构示意图3.3 影响阻抗的相关因素确定原则3.3.1介质厚度(H/H1)的确定3.3.1.13.3.1.2对于由半固化片组成的介质的厚度分不同的铜厚以及两侧图形铜面积比例按以下标准计算:(2)各半固化片白料与黄料固化厚度一致(“Y”指黄料);(3)后缀“H”表示高树脂含量,后缀“C”表示低树脂含量;(4)当某层半固化片张数≥3时,中间的半固化片按Gnd/Gnd计算。
如:半固化片张数为4,则中间的2张半固化片均按Gnd/Gnd计算。
3.3.2于W1:3.3.3介质的介质常数的确定3.3.3.3介质混合时介质常数的确定:当介质混合的时候,我们计算阻抗时,实际介质常数=各种不同介质的介质常数的加权平均!比如:单张1080的Dk=3.9,单张7628的Dk=4.1,当我们排层压结构时如果使用了1080+7628,则DK=(3.9+4.1)/2=4.0,同样,如果用到1080+1080+7628,则DK=(3.9+3.9+4.1)/3=3.97,以次类推!!3.3.3.4当介质混合中含芯板时,芯板的介质常数按4.1记,而不再考虑其组份.3.3.3.5当两侧屏蔽层中有一侧为芯板时,不考虑芯板的介质常数,而只考虑另一侧含半固化片的介质常数.3.4 成品铜厚的确定一般的情况下客户都会给出内、外层完成铜厚的要求,但是考虑到外层电镀不均匀和镀厚,以及内层蚀刻及后工序的微蚀量的存在,成品铜厚将发生变化,故在阻抗设计的时候并不是按底铜记3.53.6变!4 阻抗各影响因素对阻抗值的影响趋势4.1 线宽(W1)对阻抗值的影响4.1.1 不论是特征阻抗还是差分阻抗,在其他条件不变的前提下,线宽变化趋势与阻抗的变化趋势相反,即当线宽加粗时,阻抗值将变小!当线宽减小时,阻抗值将增大,在阻抗设计的过程中我们可以利用这一特性,通过调整阻抗线线宽来满足阻抗的要求!4.1.2当线宽比较小时(比如线宽小于4mil时),线宽的细微变化,将导致阻抗值较大的变化,但是当线宽比较粗(比如线宽大于20mil以上),这种变化将趋于缓和,即当线宽比较宽的时候,线宽的变化对阻抗值影响不大了,这也就说明在阻抗设计过程中,较粗线的阻抗值比较稳定,故在阻抗设计的过程中,在满足客户线宽要求和间距允许的前提下,我们尽可能的应该将阻抗线宽设计的宽一些,这样将方便制作过程中阻抗的控制!4.2 间距对差分阻抗阻抗值的影响4.2.1 在线宽和其他条件不变的前提下,阻抗值的大小随着间距的增大而增加,并且这种趋势随着间距的变大而趋于缓和,即当间距比较大时(比如间距/ 线宽≥2:1),间距的变化,对阻抗值的影响不大!故在差分阻抗的设计过程中,优先考虑将间距设计大些,这样得到的阻抗设计将是一个比较稳定和理想的设计,但是一般情况下,客户都已经给定了线宽/间距,在设计阻抗时我们必须保证“线宽+间距”的总和不变,而矛盾在于线宽和间距都是越宽阻抗越稳定,这样我们就得权衡线宽和间距谁对阻抗的贡献比较大,就优先保证谁,这个是需要经验的,一般的来说线宽对阻抗的影响大于间距对阻抗的影响!4.2.1层间错位对层间差分阻抗的影响因层间错位的变化值在2-4mil之间,其影响变得很小,一般情况下,使用自动曝光机生产得到的结果比较稳定.4.3 介质厚度对阻抗的影响4.3.1对于外层阻抗而言,在其他条件不变的前提下,介质厚度越厚,阻抗值越大;4.3.2.1对于内层阻抗而言,由于影响阻抗的介质厚度包括H(两侧屏蔽层之间的介质总厚)和H1(阻抗线离介质厚度较厚一侧屏蔽层的介质厚度),当线宽、间距等条件不变的前提下,两者的厚度变化都将影响阻抗值的大小,总体的变化趋势是一个正态分布曲线,从经验数据来看,当阻抗线位于两个屏蔽层正中间的时候,即H1=H/2的时候,阻抗值达到最大.4.3.3.2对于内层阻抗而言,当H1越接定H值时,H1对阻抗的影响将变得越小,影响阻抗值的介质将主要是另一側介质厚度.4.4 成品铜厚对阻抗的影响铜厚对阻抗来说是一个影响比较小的因素,一般来说随着铜厚的增加,阻抗值变小.4.5 介质常数对阻抗的影响介质常数变小,阻抗值将增大.5 如何使用Polar软件计算阻抗了解了影响阻抗的各种因素及其对阻抗值的影响趋势以后,接下来的工作将是如何使用Polar软件这个工具来进行阻抗设计。
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目录序号内容页数1.0 目的 32.0 范围 33.0 定义 34.0 职责 35.0 程序3-126.0 相关文件127.0 参考文件128.0 记录表格129.0 附录121.0目的建立PE-MI对阻抗板进行阻抗设计时的规范设计方法。
2.0范围本指引适用于上海美维电子有限公司所有有阻抗要求的线路板。
本指引规定MI对阻抗板进行阻抗设计时的计算公式,标准设计参数,及根据反馈调整设计的方法。
3.0定义无4.0职责4.1PE负责执行,维护和更新本程序。
4.2ME负责确认程序中需要的相关参数及修正反馈计算方法。
4.3生产部负责控制介质厚度、线宽、间距及铜厚。
4.4QM负责反馈相关的测试数据。
4.5 QM负责批准本程序。
5.0程序5.1检查客户资料,明确客户的阻抗线路层,阻抗类别, 阻抗要求值及公差,接地参考层,介质材料,介质厚度要求,线宽间距及公差等基本信息。
5.2根据阻抗类别,使用软件CITS25中对应的公式,输入对应的相关参数进行核算调整。
5.2.1 材料的介电常数:根据阻抗反馈的实际统计结果, 阻抗计算时材料的介电常数按下表进行,可能与原材料供应商提供的标称介电常数有所不同。
特殊材料的介电常数必须提出讨论。
5.2.2 阻抗计算铜层厚度:阻抗计算时线路铜的厚度按下表计算,与层压计算板厚时采用的参数有所不同。
5.2.3 线宽顶部与底部宽度差值:根据内外层铜厚不同按下表设定线宽差值。
内层铜厚10um 15um 25um 30um 61um线底线顶差值5um 10um 20um 20um 38um外层线路铜厚35um 43um 61um 81um 96um线底线顶差值25um 30um 38um 43um 51um中外层线路铜厚。
当线路铜厚不在表中所列时按表中最接近的线路铜厚计算。
5.2.4 介质厚度计算:新产品及没有介质厚度反馈的产品,层与层之间的介质厚度按DPM-27201-19层压工序指示规程中所指定的计算方法计算(含铜厚计算方法);但当内层有电镀层时,电镀层铜厚按上表二计算。
5.2.5 计算公式:选择对应的计算公式,输入对应的参数,采用插值法调整参数,注意各参数所用单位保持一致。
选取一组能获得目标阻抗值的同时符合客户要求的最佳数据(线宽,介厚,铜厚,介电常数)作为过程控制目标中值,控制目标公差:内层线宽+/-0.4mil (10um). 介质厚度+/-10%且在+/- 1.0 mil (25um)内,外层线宽参考公差+/-0.4 mil, 铜厚公差+/-0.32 mil (8um),当阻抗可测时控制阻抗值优先于控制阻抗线线宽。
5.2.5.1 表面特性阻抗计算:图一表面特性阻抗计算公式根据阻焊前后阻抗值变化规律及阻抗计算公式偏差特点,外层阻抗计算按图一公式计算,并按表四修正。
客户要求的最终的外30Ω40Ω50Ω60Ω70Ω层完成阻抗中值公式计算阻抗对应值29Ω40Ω53Ω63Ω74Ω欧姆,计算参数如图一所示。
5.2.5.2 内层半屏蔽特性阻抗计算:图二内层半屏蔽特性阻抗计算公式Array表五内层特性阻抗计算修正对应表客户要求的最终的内30Ω40Ω50Ω60Ω70Ω层完成阻抗中值公式计算阻抗对应值28Ω39Ω50Ω60Ω70Ω如图二所示:H=127+58+18; Er=4*127/(127+58+18)+ 3.6*(58+18)/(127+58+18)。
5.2.5.3 内层屏蔽特性阻抗计算:图三内层屏蔽特性阻抗计算公式例:6mil(H/H)芯板,7628H半固化片,Hoz Ground层,要求中间阻抗线60+/-6欧,计算如图三所示。
阻抗修正同表五。
5.2.5.4 特性阻抗测试条的设计如图四所示,SME标准的阻抗测试条宽度为7.62mm,长度为177.8mm,在空间不够的条件下也可适当减少测试条的长度到127mm. 若相邻层有阻抗线,则需注意,COUPON 上这两层的信号线在垂直方向(板厚度方向)不宜重合。
图四中的上图为测试线路层示意图,下图为屏蔽地层示意图。
测试孔刀径1.0mm; 水平间距0.1”,垂直间距0.1”,上排孔接测试线,下排孔接Ground 层,测试探针为二针脚,固定间距为0.1414”,测试时一脚接线另脚接地。
在阻抗测试条外层的对应接线孔位置需写上阻抗线所在层号,空白位写SME产品编号(除内部版本号),并留出书写序列号的空白区域并做阻焊开窗如图五所示。
图四普通特性阻抗测试条示意图一根测试条上的同一层也可以设置两根测试线,此时测试条左端的测试孔上排接线下排接地、右端的测试孔上排接地下排接线,测试线另一端悬空不接孔,测试条宽度可设置为0.4”如图五之上图所示。
通常不建议在同一层上于阻抗测试条的同一侧布置多根阻抗测试线,当由于拼版空间的限制而有必要采用此种形式设计时(测试条只能为0.3”宽时),为避免阻抗线之间相互干扰两根测试线之间的距离不宜小于15mil如图五之下图所示。
图五特性阻抗测试条在同一层设两根测试线不同层上的阻抗线若对应的接地参考层相同则应尽可能将阻抗线在垂直方向(厚度方向)上相互错开(边到边错开距离>=15mil),若其中任一层的阻抗线线宽>8mil 则两层的阻抗线不应放在同一测试条的同一侧。
5.2.5.5 外层差分阻抗:根据阻焊前后阻抗值变化规律及阻抗计算公式偏差特点,外层差分阻抗计算按图四公式计算,并按表六修正。
表六外层差分阻抗计算修正对应表外层完成阻抗中值70Ω80Ω90Ω100Ω110Ω120Ω130Ω公式计算阻抗对应值73 84 95 107 119 131 143图六外层差分阻抗计算公式图六例:外层2116半固化片,内层0.5oz Ground层,差分线12mil中心距,完成阻抗100+/-10欧。
5.2.5.6 内层半屏蔽差分阻抗计算:图七内层半屏蔽差分阻抗计算公式图七例:内层8mil(1/1oz)芯板,外层7628半固化片,差分线中心距10mil, 完成阻抗要求100+/-10欧。
内层差分阻抗计算值不需修正。
5.2.5.7 内层屏蔽差分阻抗:图八内层屏蔽差分阻抗计算公式图八例:内层10mil(H/Hoz)芯板,外层7628半固化片,差分线中心距15mil, 完成阻抗要求115+/-11.5欧。
内层差分阻抗计算值不需修正。
5.2.5.8差动阻抗测试条的设计如图九所示,SME标准的阻抗测试条宽度为12.7mm,长度为203.2mm,图九中的上图为测试线路层示意图,下图为屏蔽地层示意图。
若相邻层也有阻抗线,则需注意,COUPON 上这两层的信号线在垂直方向(板厚度方向)不宜重合。
测试孔刀径1.0mm; 水平间距0.1”,垂直间距0.1”,左端上排孔接测试线,下排孔接Ground 层,右端相反。
测试探针为四针脚,上排二测线脚固定间距为0.2”,下排二接地脚固定间距0.4”上下两排针脚垂直间距0.1”。
图九普通差动阻抗测试条5.2.5.9 对于其它类型的阻抗设计需提出讨论后再决定其计算方法及测试条的设计。
必要时,阻抗测试条的宽度可以小于0.5”。
如带屏蔽地线差动阻抗的测试条可设计如图十所示,该类差动阻抗的计算公式也有所不同。
图十带屏蔽线差动阻抗测试条示意图5.2.5.10 对于实际板由于阻抗不合格而需反馈调整阻抗时按以下方法调整:记:客户要求阻抗值(或按表四、表五、表六修正后应该需要的值)为Z0,实测阻抗值为Z1,按切片数据(线宽、介厚、铜厚数据)及表一中理论介电常数Er计算阻抗值为Z2。
5.2.5.10.1 无法获得切片数据的情况(应尽可能取得切片数据):即只有实测阻抗值Z1反馈。
调整方法:调整线宽、介质厚度控制值,使得计算值为Z0-(Z1-Z0), 即将实际和初始理论的差额全部补偿。
例如:某一款板,Z0=50, Z1=54,则调整线宽、介质厚度控制值,使得计算值为Z0-(Z1-Z0)=46 ohm.5.2.5.10.2 获得切片数据的情况。
通常认为切片数据是可信的,且是有代表性的。
若切片数据的介质厚度与原先DPM-27201-19层压工序指示规程中理论的介质厚度相差超过10%,或超过25.4 um (1.0mil)。
则需提出APQP,确认改变配方以得到原先的设定的介质厚度;然后,按APQP给出的配方的理论介厚,调整线宽,使得计算目标值为Z0,即按APQP结果重新以新板处理。
若切片数据的介质厚度与理论的介质厚度相差在10%之内,同时也在25.4 um (1.0mil)之内。
则第一步,按切片数据(线宽、介厚、铜厚数据)Z2,调整介电常数Er'至以使得计算阻抗值为Z1,即回归算出修正后的介电常数Er'。
第二步,调整线宽,使用切片的介厚、铜厚、介电常数Er',使得计算的阻抗值为Z0。
这种情况为多数情形,举例如下:某一款板,客户要求成品外层线单线阻抗50+/-5 ohm. 初始设计为(介厚,线顶,线底,铜厚,介电常数)= (5,7.15,8.35,1.7,4.0)CITS25→ Z0 =53-3=50. 实际做板反馈,切片数据(介厚,线顶,线底,铜厚)= (5.4,6.7,8.0,1.7),实测COUPON的阻抗值Z1=54,修正后阻焊前为57.第一步,调整介电常数至3.85, 使得按切片数据(5.4,6.7,8.0,1.7,3.85)CITS25→57=按前面表四修正后的实测阻抗值, 即求得介电常数Er'=3.85;第二步,调整线宽,使用切片的介厚、铜厚、介电常数Er',(5.4,8.0,9.2,2.0,3.85)CITS25→53=计算的目标阻抗值。
于是,调整后的线宽目标为线顶8.0+/-0.4mil, 线底为9.2+/-0.4 mil. (必要时注意向客户确认线宽可以调整)图十一阻抗调整示意图6.0相关文件6.1DPM-27201-01 制造能力规范6.2DPM-27201-19层压工序指示规程6.3DPM-27201-59内层干膜制作规程DPM-27201-15外层干膜工序制作规程7.0参考文件无8.0记录表格6.1 PE-MI-002 PCL9.0附件无修订日期新版本号更改版本内容简述修改人2004-09-06 A 新建立。