阻抗培训教材

外层覆阻焊单线阻抗
内层单线阻抗
--1.38mil 1.26mil
平均大5.90
平均大4.20 平均大3.70
降低3.6-6.4
不变
外层覆阻焊双线差动
内层双线差动
--1.38mil 1.26mil
平均大14.6
平均大8.00 平均大7.00
降低5-14
不变
原因：对外层阻抗而言，绿油的介电常数(绿油后)与空气的介电常数(绿 油前)不同。
（其中ε1、T1为某种组分材料的介电常数及其厚度）
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影响特性阻抗主要因素
阻焊油墨:---参考
阻抗类型 内层铜厚 蚀刻后绿油前 (与设计值比较) 绿油后 (与绿油前比较)
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影响特性阻抗主要因素
根据阻抗的结构图及各相关因素的公式可计算出各 因素的贡献度：
介电常数 油墨厚度 导线厚度 介质厚度 导线宽度
设计前需要选好电路板选用的基板材料、覆铜板材 （铜箔厚度）、介质层伙伴固化片的材料（介电常数）、 油墨等。
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影响特性阻抗主要因素—线厚(铜厚)
导线厚度越大，其特性阻抗就越小，但影响相对较小。
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h------导线与基准面之间的介质厚度
w-----导线的宽度 t------导线的厚度
其计算公式：
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影响特性阻抗主要因素
例二：带状线
带状线是指镶嵌在两个交流地层间的薄细导线，与微带线 比较，每层电路与地层的电子耦合更近，电流间的串扰会更 低。
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阻抗模型--I
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2116H(56%)
1080 1500 106
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4.30
4.15 4.50 4.02
3.90
3.70 4.14 3.54
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影响特性阻抗主要因素--介电常数
不同结构介电常数计算原理
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什么是特性阻抗—布线Vs生产
•目前在做阻抗板的ICS中，内容最多大部分停留在阻抗确 认中，且大多的工程反馈中均体现“满足阻抗要求”而进 行线宽，线距的调整。 • 布线和PCB工厂之间良好的沟通，才能很好的即满足信号 传输完成性要求，又有利于PCB工厂品质的稳定.
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影响特性阻抗主要因素
混压材料:---参考 混压材料各组分会保留各自的电性能，此时的总体 相对介电常数不可以根据各自的体积比进行计算。
层间微带线及差分线： εr =(ε1×T2+ε2×T1)/(T1+T2) 表面微带线及差分线： εr =(T1+T2) ×ε1×ε2/(ε2×T1+ε1×T2)
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影响特性阻抗主要因素
介质厚度:---参考
从公式可以看出：特性阻抗Z0与介质厚度的自然对数成 正比，特性阻抗值Z0会随介质厚度的增加而增加。
对于特性阻抗值严格控制的高频线路来说，对覆铜板的 介质厚度的误差应提出严格要求。 在实际生产过程中，是选用不同型号的半固化片作为绝 缘介质，根据半固化片的数量确定绝缘介质的厚度。
式中： Z0-----导线的特性阻抗 r------绝缘材料的介电常数 h------导线与基准面之间的介质厚度 w-----导线的宽度 t------导线的厚度
其计算公式：
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影响特性阻抗主要因素—线宽
导线宽度
以表面微带线为例，阻抗值 与导线宽度的关系如右图：
从图中可看到当导线宽度改变0. 025mm 时，就会引起阻抗值相应的变化 5-6Ω。 在实际生产中如果控制阻抗的信号线面使用18 um 铜箔，可允许的导线 宽度变化公差为±0. 5mm。 在实际生产中如果控制阻抗的变化公差为3 um 铜箔，可允许的导线宽度 变化公差为±0.003mm。
影响特性阻抗主要因素—总论
从上述公式及图示可以看出，影响特性阻抗的主 要因素有： 介电常数、 介质厚度、 导线宽度、 导线厚度等。 众多研究表面：特性阻抗还受阻焊油墨厚度影响， 各因素与阻抗的关系图如下：
阻 抗 阻 抗 阻 抗 阻 抗 阻 抗
介电常数
介质厚度
导线宽度
导线厚度
油墨厚度
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影响特性阻抗主要因素—线宽
对比导线宽度和导线厚度变化对Z0的影响： 导线宽度变化对Z0的影响更为明显。如下图：
导线厚度对Z0的影响
特性阻抗（Z0）
单线阻抗 差模阻抗
什么是特性阻抗—特性阻抗
特性阻抗：Байду номын сангаас
高频讯号或电磁波在电子机器讯号传输线传输时所受到阻 力，即为特性阻抗，它是指电阻、电感和电容三者对交流电流 的共同阻碍作用的大小。 其符号为Zo，简称阻抗，英文为Characteristic Impedance。
阻抗控制： 指客户对板件的特性阻抗控制有要求，并且按照阻抗计算 公式计算后必须采取措施控制PCB板上的阻抗位于一定的范 围(公差)以内，并控制同一个网格上的阻抗是一个常数。
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影响特性阻抗主要因素—线厚(铜厚)
导线厚度 导线厚度依导体所要求的载流量以及允许的温升而确定。 导线厚度等于铜箔厚度加上镀层厚度。 导线厚度主要受以下一些因素的影响： 基板或敷铜箔的厚度。 前处理中的机械刷磨和微蚀刻会使铜厚变薄。 电镀会使铜变厚。
特性阻抗控制介绍培训 Characteristic Impedance Control
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内 容
•一、什么是特性阻抗 •二、特性阻抗种类 •三、影响特性阻抗主要因素 •四、特性阻抗计算软件 •五、阻抗条&Polar介绍
影响特性阻抗主要因素
介电常数:---参考
材料的介电常数是材料在一定频率为(如1MHz)下测量 确定的。不同生产厂家生产的同种材料由于其树脂含 量不同而不同。
例一：环氧玻璃布的介电常数与频率变化关系如下：
介电常数是随着 频率的增加而减小 图中横坐标为对 数刻度，即频率 变化范围为0. 1～ 10000 MHz
混合材料:---参考 对于目前使用的各种材料，不论是FR-4还是其他的特殊 材料，都是由两种以上的材料混合而成的。而各种材料的 相对介电常数不同，对于混合材料，各组份的电性能不能 单独体现，其介电常数计算通常按照其体积比加权处理。 表面微带线： εr=(ε1×V1+ε2×V2+...+εn×Vn)/(V1+...+Vn) （其中ε1、V1为某种组分材料的介电常数及其体积）
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影响特性阻抗主要因素
特性阻抗值随介质厚度的增加而增大，即使在相同介质厚度和材料 下，微带线结构的设计比带状线设计具有较高的特性阻抗值，一般 大20-40 。因此，对于高频和高速数字信号传输大多采用微带线结 构设计。---参考！
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阻抗分类
阻抗类型： 从四种阻抗类型来看，按其控制难度从难到易依次为： 内层双线差动 ~ 外层双线差动 > 外层覆阻焊单线阻抗 > 内 层单线阻抗。
在计算加工难度最大的内层双线阻抗传输线的 时候通常 有如下类型：微带线和带状线，对于他们的区分，最简单的 理解是，微带线只有1个参考层，而带状线有2个参考层。
特性阻抗（Z0）
导线宽度对特性阻抗Z0的影响 120 100 80 60 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 导线宽度(mm) 0.6
单线阻抗 差模阻抗
100 80 60 40 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 线厚度（mm） 0.6 0.7
0.7
w=0.15、H=0.2、 εr=4.6
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什么是特性阻抗—信号传输线定义
减少或杜绝高频信号传输过程信号的损失；避免传 输信号线之间的杂讯干扰。当信号在PCB导线中传输 时，若导线的长度不小于信号波长的1/7时，此时的导 线便成为信号传输线。对于信号传输线，若线路特性 阻抗控制不当，信号(或能量)会反射(或部分反射)回来， 使得信号无法传送或受到干扰。 因此，为保持传输信 号的完整、可靠、精确、无干扰、无噪音，需要高精 度控制特性阻抗。 阻抗控制要求愈趋严格，公司竞争愈趋激烈。当 前阻抗控制公差在10%，甚至5%以内，难度相当 高。
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什么是特性阻抗—磁场原理
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影响特性阻抗主要因素
例二：不同P片介电常数随树脂含量和工作频
率变化列表：:---参考
B片种类 7628 7628H(50%) 7628(41%) 2116 不同工作频率的介电常数 1MHz 4.52 4.42 4.60 4.38 1GHz 4.16 4.04 4.23 4.00
阻抗模型—II
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影响特性阻抗主要因素
例一：微带线
微带线在实际中广泛采用，其外层为控制阻抗的信号线面， 它和与之相邻的基准面之间用绝缘材料隔开。
式中： Z0-----导线的特性阻抗 r------绝缘材料的介电常数