PCB常用阻抗设计及叠层.docx

1、PCB常用阻抗设计及叠层PCB阻抗设计及叠层、八刖言 第一章阻抗计算工具及常用计算模型1.0阻抗计算工具 1.1阻抗计算模型 1.11.1.12.1.13.1.14.1.15.1.16.1.17.1.18.1.19.1.20.1.21.1.22.外层单端阻抗计算模型 外层差分阻抗计算模型 外层单端阻抗共面计算模型 外层差分阻抗共面计算模型 内层单端阻抗计算模型 内层差分阻抗计算模型 内层单端阻抗共面计算模型 内层差分阻抗共面计算模型 嵌入式单端阻抗计算模型 嵌入式单端阻抗共面计算模型 .嵌入式差分阻抗计算模型 嵌入式差分阻抗共面计算模型 .89.910101111第二章双面板设计 2.0双面板

2、常见阻抗设计与叠层结构 2.1.50 100 II 0.5mm 2.2.50 II 100 II 0.6mm 2.3.50 II 100 II 0.8mm 2.4.50 II 100 II 1.6mm 2.5.50 70 II 1.6mm 2.6.50 II 0.9mm II Rogers Er=3.5 2.7.50 II 0.9mm | Arlo n Diclad 880 Er=2.2第三章四层板设计 3.0.四层板叠层设计方案 3.1.四层板常见阻抗设计与叠层结构 1212131414141415151516161717183.10.SGGS II 50 55 60 | 90 100 |

3、0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm3.11.SGGS II 50 55 60 | 90 100 | 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm3.12.SGGS II 50 55 60 | 90 95 100 | 1.6mm 3.13.SGGS II 50 55 60 II 85 90 95 100 II 1.0mm 1.6mm 3.14.SGGS II 50 55 75 II 100 II 1.0mm 2.0mm 3.15.GSSG II 50 II 100 II 1.0mm 1819202122223.16.2323SGGS II 75 |100 1

4、05 | 1.3mm 1.6mm3.17.24SGGS II 50 100 II 1.3mm3.18.SGGS II 50 100 II 1.6mm3.19.混压混压24252526SGGS II 50 II 1.6mm II3.20.SGGS II 50 II 1.6mm II3.21.SGGS II 50 II 100 II 2.0mm第四章六层板设计 26274.0.六层板叠层设计方案 4.1.六层板常见阻抗设计与叠层结构4.10.272829SGSSGS II 50 55 II 90 100 II 1.0mm 4.11.SGSSGS II 50 II 90 100 II 1.0mm 4

5、.12.SGSSGS II 50 II 90 100 II 1.6mm 4.13.3031323334SGSGGS II 50 II 90 100 II 1.6mm 4.14.SGSGGS II 50 II 90 100 II 1.6mm 4.15.SGSSGS II 50 75 II 100 II 1.6mm 4.16.SGSSGS II 50 II 90 100 II 1.6mm 4.17.SGSSGS II 50 II 100 II 1.6mm 4.18.3536SGSSGS II 50 60 II 90 100 II 1.6mm 4.19.SGSSGS II 50 60 II 100

6、110 II 1.6mm 4.20.373839SGSSGS II 50 II 90 100 II 1.6mm 4.21.SGSSGS II 65 75 II 100 II 1.6mm 4.22.SGSGGS II 50 55 II 85 90 100 II 1.6mm 4.23.40414243SGSSGS II 50 55 II 90 100 II 1.6mm 4.24.SGSGGS II 50 55 II 90 100 II 1.6mm 4.25.SGSGGS II 50 II 90 100 II 1.6mm 4.26.44SGGSGS II 50 60 II 90 100 II 1.6

7、mm 4.27.SGSGGS II 37.5 50 II 100 II 2.0mm 4.28.4546SGSGGS II 37.5 50 II 100 II 2.0mm 4.29.SGSGGS II 37.5 50 II 100 II 2.0mm 4.30.4748SGSGGS II 37.5 50 II 100 II 2.0mm 第五章八层板设计 4849495.0.八层板叠层设计方案 5.1.八层板常见阻抗设计与叠层结构 5.10.SGSSGSGS II 50 55 II 90 100 II 1.0mm 5.11.5051SGSGGSGS II 50 55 II 90 100 II 1.0

8、mm 5.12.SGSGGSGS II 55 II 90 100 II 1.0mm 5.13.525354SGSSGSGS II 55 90 100 II 1.6mm 5.14.SGSGGSGS II 50 II 100 II 1.6mm 5.15.SGSGGSGS II 55 90 100 II 1.6mm 5.16.5556575859SGSGGSGS II 50 55 II 100 II 1.6mm 5.17.SGSSGSGS II 37.5 50 55 75 II 90 100 II 1.6mm5.18.SSGSSGSS II 50 II 100 II 1.6mm 5.19.SGSGS

9、SGS II 50 55 II 90 100 II 1.6mm 5.20.GSGSSGSG II 50 60 II 100 II 2.0mm 606162636465676868696970717273747576777879808181828283858687899091927.07.15.21.SGSGGSGS | 37.5 50 55 75 | 90 100 | 2.0mm 5.22.SSGSSGSS | 50 55 60 | 100 | 2116 2.0mm 5.23.SGSG GSGS | 55 | 90 100 | 2116 2.0mm 5.24.SGSGGSGS | 50 65

10、70 | 50 85 100 110 | 2.0mm .5.25.GSGSSGSG | 50 |100 | 2.0mm 5.26.SGSGSSGS | 50 55 60 | 85 90 100 | 2.0mm 5.27.SGSSGSGS | 50 55 | 90 100 | 2.0mm 第六章十层板设计 6.0十层板叠层设计方案 6.1.十层常见阻抗设计与叠层结构 6.10.SGSSGSGSGS | 50 | 100 | 1.6mm 6.11.SGSSGSGSGS | 50 | 100 | 1.6mm 6.12.SGSSG GSSGS | 50 | 90 100 | 1.6mm 6.13.SG

11、SGG SGSGS | 50 | 90 100 | 2.0mm 6.14.SGSSGGSSGS | 50 | 100 | 1.8mm 6.15.SGSSGGSSGS | 50 | 100 | 2.0mm 6.16.SGSSGGSSGS | 50 | 90 100 | 2.0mm 6.17.SGSGGSGSGS | 50 | 100 | 2.0mm 6.18.SGSSGSGSGS | 50 | 90 100 | 2.0mm 6.19.SGSGSGGSGS | 50 | 100 | 2.0mm 6.20.SGSGSGGSGS | 50 75 | 150 | 2.4mm 6.21.SGGSSGSGG

12、S | 50 75 | 100 | 1.8mm 第七章十二层板设计 十二层板叠层设计方案 十二层常见阻抗设计与叠层结构 7.10.SGSGSGGSGSGS | 33 37.5 40 50 | 85 90 100 | 1.6mm7.11.SGSSGSSGSSGS | 50 | 100 | 1.6mm 7.12.SGSGSGGSGSGS | 50 | 100 | 1.6mm 7.13.SGSGSGGSGSGS | 33 37.5 40 50 | 85 90 100 | 1.6mm7.14.SGSGSGGSGSGS | 33 37.5 40 50 | 85 90 100 | 1.6mm7.15.SG

13、SSGGSSGSGS | 45 50 | 100 | 1.6mm 7.16.SG SG SG GS GS GS | 50 | 100 | 1.6mm 7.17.SGSGSGGSGSGS | 50 60 | 100 | 2.0mm 7.18.SGSGSGGSGSGS | 50 55 | 90 100 | 2.0mm 7.19.SGSGSGGSGSGS | 50 60 | 100 | 2.2mm 刖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

14、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EM?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。牧泰莱电路技术有限公司作为快速响应市场的 PCB制造服务商,在建厂以来我 们就对阻抗进行了大量的研究和开发 ？并且该类产品已成为公司的特色产品，在 pcb业界留下很好的口碑？随着阻抗”的进一步扩展和延伸，我们作为专业的PCB制造服务商,为能向客 户提供优质的产品和高质的服务，对该类 PCB勺合作方面做如下建议：对于 PCB 的阻抗

15、控制而言，其所涉及的面是比较广泛的，但在具体的加工和设计时我们一 般控制主要四个因素：Er-介电常数H-介质厚度W-走线宽度T-走线厚度Er（介电常数）大多数板料选用FR-4,该种材料的Er特性为随着加载频率的不同 而变化,一般情况下Er的分水岭默认为1GHZ高频）?目前材料厂商能够承诺的指 标v5.4（1MHz）根据实际加工的经验,在使用频率为1GHZ以下的其Er认为4.2左 右1.5 2.0GHZ的使用频率其仍有下降的空间？故设计时如有阻抗的要求则须考 虑该产品的当时的使用频率？我们在长期的加工和研发的过程中针对不同的厂 商已经摸索出一定的规律和计算公式 ？我们全部采用行业内最好的生益板料

16、，其 各项参数都比较稳定。7628-4.5（ 全部为1GHZ犬态下）21164.21080-3.8H（介质层厚度）该因素对阻抗控制的影响最大，如对阻抗的精确度要求很高，则该 部分的设计应力求精准，FR-4的H的组成是由各种半固化片组合而成的（包括内 层芯板），常用的半固化片为：1080 厚度 0.075MM?3313 厚度 0.09MM?2116 厚度 0.115MM?2116H 厚度 0.12MM?7628 厚度 0.175MM?7628H 厚度 0.18MM?在多层PCB中H一般有两类:A?内层芯板中H的厚度:虽然材料供应商所提供的板材中 H的厚度也是由以上几种半固化片组合而成，但其在组合

17、的过程中必然会考虑材料的特性 ，而绝非无条 件的任意组合,因此板材的厚度就有了一定的约束，形成了一个相应的板料清单，同时H也有了一定的限制？如 0.18mm 1/1 OZ的芯板为：2116如 0.5mm 1/1 OZ的芯板为:7628*2+1080B?多层板中压合部分的H的厚度:其方法基本上与A相同但需注意层压中由于填 胶的损失？举例：如groundgrouNdowerpower用半固化片进行填充,因GROUNDOWE在制作内层的过程中铜箔被蚀刻掉的部分很少,则半固化片中树脂 对该区的填充会很少,则半固化片的厚度损失会很少？反之如SIGNAL-SIGNA之 间用半固化片进行填充 SIGNAL在

18、制作内层的过程中铜箔被蚀刻掉的部分较多 则半固化片的厚度损失会很大 ？因此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？故建议设计时对该因素应予以充分的考虑 ？同时我们在市 场部资料审核的岗位也有专人对此通过工具进行计算和校正W（设计线宽）该因素一般情况下是由客户决定的 ？但在设计时应充分考虑线宽对该阻抗值的匹配，即为达到该阻抗值在一定的介质厚度 H？介电常数Er和使用频率等条件下线宽的使用是有一定的限制的，并且还需考虑厂商可制造性？当然阻抗控制不仅仅是上述这些因素，上面所提的只是比较而言影响度较大 的几个因素，也只是局限于从PCB的制造厂商的角度来看待该问题的？以下是我们公司在PC

19、B实际生产加工过程中，总结出来的一些PCB板的结构 示例。12层以上板于结构比较复杂，因此在实际生产加工过程中再根据具体的要 求做具体的分析？第一章阻抗计算工具及常用计算模型1.0阻抗计算工具pcb业界最常用的阻抗计算工具是 Polar公司提供的 Si8000 Field Solver,Si8000全新的边界元素法场效解计算器，建立在我们熟悉的早期 P0lar阻抗设计系统易于使用的用户界面之上？此软件包含各种阻抗模块 ，通过选择特定计算模块，输入线宽，间距,介质厚度,铜厚,Er值等相关数据，就可以模拟算出阻抗结果 ？它具有以下两大优点。模型齐全，涵盖了目前所能遇到的所有类型的阻抗分析功能十分强

20、大，除了能进行阻抗测算外,还可以反推参数，并确定公差范围。1.1 阻抗计算模型1.11.外层单端阻抗计算模型适用范围：外层线路印阻焊后的单端阻抗计算:WWWCoated Microslrip IBH1:介质厚度Er1:介电常数W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度T1:成品铜厚C1:基材的阻焊厚度C2:铜皮或走线上的阻焊厚度CEr:阻焊的介电常数1.12.外层差分阻抗计算模型适用范围：外层线路印阻焊后的差分阻抗计算:Edge-Coupled Coated Microstrip 1B7rinstnjmeintcH1:介质厚度Er1:介电常数W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度S1:阻抗线间

21、距T1:成品铜厚C1:基材的阻焊厚度C2:铜皮或走线上的阻焊厚度C3:基材上面的阻焊厚度CEr:阻焊的介电常数1.13.外层单端阻抗共面计算模型适用范围：外层线路印阻焊后的单端共面阻抗计算:H1:介质厚度Er1:介电常数W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度D1:阻抗线到周围铜皮的距离T1:成品铜厚C1:基材的绿油厚度C2:铜皮或走线上的绿油厚度CEr:绿油的介电常数1.14.外层差分阻抗共面计算模型适用范围：外层线路印阻焊后的差分共面阻抗计算:H1Dirf Coated Coplarar Waveguide With Ground IB蹴H1:介质厚度Er1:介电常数W1:阻抗线底部宽度W

22、2:阻抗线顶部宽度D1:阻抗线到两边铜皮的距离T1:成品铜厚C1:基材的绿油厚度C2:铜皮或走线上的绿油厚度C3:基材上面的绿油厚度CEr:绿油的介电常数1.15.内层单端阻抗计算模型适用范围：内层线路单端阻抗计算:Offset Stripline 1B1AH1ErlH2血- J止J?I【:；込冷广门pH1:介质厚度Er1:介电常数H2:介质厚度Er2:介电常数W1阻抗线底部宽度W2阻抗线顶部宽度T1:成品铜厚1.16.内层差分阻抗计算模型适用范围：内层线路差分阻抗计算:H2 EraAHIEdgeCoupled Offset Stnpliric 1B1AH1:介质厚度Er1:介电常数H2:介质

23、厚度Er2:介电常数W1阻抗线底部宽度W2阻抗线顶部宽度S1:阻抗线间距T1:成品铜厚1.17.内层单端阻抗共面计算模型适用范围：内层单端共面阻抗计算:ErifLinrifrnts cnmOffset Coplanar Waveguide 1B1AH1:介质厚度Er1: H1对应介质层介电常数H2:介质厚度Er2: H2对应介质层介电常数W1:阻抗线底部宽度W2:阻抗线顶部宽度D1 :阻抗线到周围铜皮的距离T1:线路铜厚1.18.内层差分阻抗共面计算模型适用范围：内层差分共面阻抗计算:对应介质层介电常数对应介质层介电常数H1H26层板丄1、L2丄5、L6层H1:介质厚度H2:介质厚度W1阻抗线

24、底部宽度W2阻抗线顶部宽度S1:阻抗线间距D1:阻抗线到周围铜皮的距离T1 :线路铜厚Er1:Er2:1.19.嵌入式单端阻抗计算模型例如一个适用范围：与外层相邻的第二个线路层阻抗计算，均为线路层 丄3 L4为GND或VC（层,则L2 L5层的阻抗用此方式计算Emboddod Microstrip 1B1AH1：H2:W1:H2EC介质厚度介质厚度阻抗线底部宽度 阻抗线顶部宽度 线路铜厚EftW2:T1：Er1 : H1对应介质层介电常数Er2 : H2对应介质层介电常数1.20.嵌入式单端阻抗共面计算模型适用范围：内层单端共面阻抗，参考层为同一层面的 GND/VC（阻抗线被周围GND/VCC

25、包围，周围GND/VC即为参考层面）。而与其邻近层为线路层，非 GND/VCCH1:1T1K5Er2IfIIErlEnitKddeCt VVsveyuid? With Crourld IBIAW1WWW. pob ri natrumenta comW pii_ _h| - _r*IJIII HII1.21.嵌入式差分阻抗计算模型适用范围：内层差分共面阻抗（阻抗线被周围GND/VC包围，周围H2:W1:介质厚度介质厚度阻抗线底部宽度阻抗线顶部宽度 阻抗线到周围铜皮的距离W2:D1：T1:线路铜厚Er1 : H1对应介质层介电常数Er2 : H2对应介质层介电常数,参考层为同一层面的 GND/VC

26、C及与其邻近GND/VCC层。GND/VCC艮卩为参考层面）。H1:T1E*2曰Edgc-Couplod Emboddod Micro&trip 1 Bl AH2:W1:H3H1VS1 脚W2:T1:S1:Wi polsrinsirunwnte.Gom厂介质厚度介质厚度阻抗线底部宽度 阻抗线顶部宽度 线路铜厚差分阻抗线间距Er1 : H1对应介质层介电常数Er2: H2对应介质层介电常数1.22.嵌入式差分阻抗共面计算模型适用范围：内层差分共面阻抗 ,参考层为同一层面的 GND/VCC及与其邻近GND/VCC层。（阻抗线被周围GND/VCC包围，周围GND/VCC即为参考层面）。H1:H2:D

27、fi Embedd&d Coplanir Waveiguide with Grojnd 1B1AMl茴1牯i：1 咤理龚码-W1:W2:D1:介质厚度介质厚度阻抗线底部宽度阻抗线顶部宽度阻抗线到周围铜皮的距离 线路铜厚差分阻抗线间距T1：S1：Er1 : H1对应介质层介电常数Er2 : H2对应介质层介电常数第二章双面板设计2.0双面板常见阻抗设计与叠层结构2.1.50 100 II 0.5mm叠层结构我司已生产的档案号记录L1 2.35 mil Core 13 milL2 2.35 mil D32439 D24595阻抗类型层次线宽mil间距mil共面距离阻抗值计算模型单端L1,L218.

28、5/10501.13L1,L223.5/501.11差分L1,L29.76.3/1001.122.2. 50 II 100 II 0.6mm叠层结构我司已生产的档案号记录D44747 D443892.35 milCore16.9 milL2厶 OjZ I I 111阻抗类型层次线宽mil间距mil共面距离阻抗值阻抗模型单端L1,L230/501.11L1,L219/7501.13差分L1,L295.5/1001.122.3. 50 II 100 II 0.8mm叠层结构我司已生产的档案号记录D44112 D43231L11.66 milCore 26.18 milL2 1.65 mil阻抗类型层次线宽mil间距mil共面距离阻抗值阻抗模型单端L1,L249/501.11L1,L241/14501.13L1,L