PCB常用阻抗设计及叠层.docx

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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.....

第二章双面板设计

2.0双面板常见阻抗设计与叠层结构

2.1.50100II0.5mm

2.2.50II100II0.6mm

2.3.50II100II0.8mm

2.4.50II100II1.6mm

2.5.5070II1.6mm

2.6.50II0.9mmIIRogersEr=3.5

2.7.50II0.9mm||ArlonDiclad880Er=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

3.10.SGGSII505560||90100||0.8mm1.0mm1.2mm1.6mm2.0mm

3.11.SGGSII505560||90100||0.8mm1.0mm1.2mm1.6mm2.0mm

3.12.SGGSII505560||9095100||1.6mm

3.13.SGGSII505560II859095100II1.0mm1.6mm

3.14.SGGSII505575II100II1.0mm2.0mm

3.15.GSSGII50II100II1.0mm

3.16.

SGGSII75||100105||1.3mm1.6mm

3.17.

SGGSII50100II1.3mm

3.18.SGGSII50100II1.6mm

3.19.

混压

SGGSII50II1.6mmII

3.20.SGGSII50II1.6mmII

3.21.SGGSII50II100II2.0mm

第四章六层板设计

4.0.六层板叠层设计方案

4.1.六层板常见阻抗设计与叠层结构

4.10.

SGSSGSII5055II90100II1.0mm

4.11.SGSSGSII50II90100II1.0mm

4.12.SGSSGSII50II90100II1.6mm

4.13.

SGSGGSII50II90100II1.6mm

4.14.SGSGGSII50II90100II1.6mm

4.15.SGSSGSII5075II100II1.6mm

4.16.SGSSGSII50II90100II1.6mm

4.17.SGSSGSII50II100II1.6mm

4.18.

SGSSGSII5060II90100II1.6mm

4.19.SGSSGSII5060II100110II1.6mm

4.20.

SGSSGSII50II90100II1.6mm

4.21.SGSSGSII6575II100II1.6mm

4.22.SGSGGSII5055II8590100II1.6mm

4.23.

SGSSGSII5055II90100II1.6mm

4.24.SGSGGSII5055II90100II1.6mm

4.25.SGSGGSII50II90100II1.6mm

4.26.

SGGSGSII5060II90100II1.6mm

4.27.SGSGGSII37.550II100II2.0mm

4.28.

SGSGGSII37.550II100II2.0mm

4.29.SGSGGSII37.550II100II2.0mm

4.30.

SGSGGSII37.550II100II2.0mm

第五章八层板设计

5.0.八层板叠层设计方案

5.1.八层板常见阻抗设计与叠层结构

5.10.SGSSGSGSII5055II90100II1.0mm

5.11.

SGSGGSGSII5055II90100II1.0mm

5.12.SGSGGSGSII55II90100II1.0mm

5.13.

SGSSGSGSII5590100II1.6mm

5.14.SGSGGSGSII50II100II1.6mm

5.15.SGSGGSGSII5590100II1.6mm

5.16.

SGSGGSGSII5055II100II1.6mm

5.17.SGSSGSGSII37.5505575II90100II1.6mm

5.18.SSGSSGSSII50II100II1.6mm

5.19.SGSGSSGSII5055II90100II1.6mm

5.20.GSGSSGSGII5060II100II2.0mm

7.0

7.1

5.21.SGSGGSGS||37.5505575||90100||2.0mm

5.22.SSGSSGSS||505560||100||21162.0mm

5.23.SGSGGSGS||55||90100||21162.0mm

5.24.SGSGGSGS||506570||5085100110||2.0mm.....

5.25.GSGSSGSG||50||100||2.0mm

5.26.SGSGSSGS||505560||8590100||2.0mm

5.27.SGSSGSGS||5055||90100||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.SGSSGGSSGS||50||90100||1.6mm

6.13.SGSGGSGSGS||50||90100||2.0mm

6.14.SGSSGGSSGS||50||100||1.8mm

6.15.SGSSGGSSGS||50||100||2.0mm

6.16.SGSSGGSSGS||50||90100||2.0mm

6.17.SGSGGSGSGS||50||100||2.0mm

6.18.SGSSGSGSGS||50||90100||2.0mm

6.19.SGSGSGGSGS||50||100||2.0mm

6.20.SGSGSGGSGS||5075||150||2.4mm

6.21.SGGSSGSGGS||5075||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||3337.54050||8590100||1.6mm

7.11.SGSSGSSGSSGS||50||100||1.6mm

7.12.SGSGSGGSGSGS||50||100||1.6mm

7.13.SGSGSGGSGSGS||3337.54050||8590100||1.6mm

7.14.SGSGSGGSGSGS||3337.54050||8590100||1.6mm

7.15.SGSSGGSSGSGS||4550||100||1.6mm

7.16.SGSGSGGSGSGS||50||100||1.6mm

7.17.SGSGSGGSGSGS||5060||100||2.0mm

7.18.SGSGSGGSGSGS||5055||90100||2.0mm

7.19.SGSGSGGSGSGS||5060||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，其各项参数都比较稳定。

7628----4.5（全部为1GHZ犬态下）

2116——4.2

1080----3.8

H（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:

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0.18mm1/1OZ

的芯板为：

2116

如0.5mm1/1OZ

的芯板为:

7628*2+1080

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ground~grouNdower~power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PCB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Si8000FieldSolver,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:

WWW

CoatedMicroslripIB

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

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-CoupledCoatedMicrostrip1B

rinstnjmeintc

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

S1:

阻抗线间距

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:

DirfCoatedCoplararWaveguideWithGroundIB

蹴■■

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:

OffsetStripline1B1A

Erl

血-」•J「止「「J?

「I【•:

；込冷广门

H1:

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:

H2Era

Edge

H1:

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

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:

Eri

fLinrifrntscnm

OffsetCoplanarWaveguide1B1A

H1:

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

6层板丄1、L2丄5、L6层

H1:

介质厚度

H2:

介质厚度

W1阻抗线底部宽度

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3L4为GND或VC（层,则L2L5层的阻抗用此方式计算

EmboddodMicrostrip1B1A

H1：

H2:

W1:

介质厚度

阻抗线底部宽度阻抗线顶部宽度线路铜厚

Eft

W2:

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

包围，周围GND/VC即为参考层面）。

而与其邻近层为线路层，非GND/VCC

H1:

1T1

Er2

Erl

EnitKddeCtVVsveyuid?

WithCrourldIBIA

WWW.pobrinatrumentacom

Wpi

■i__h||■-—_r*

1.21.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

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/VCC及与其邻近GND/VCC层。

GND/VCC艮卩为参考层面）。

H1:

E*2

曰

Edgc-CouplodEmboddodMicro&trip1BlA

H2:

W1:

S1脚

W2:

T1:

S1:

Wipolsrinsirunwnte.Gom

厂

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:

DfiEmbedd&dCoplanirWaveiguidewithGrojnd1B1A

'茴1牯i~：

1咤理龚码-

W1:

W2:

D1:

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

2.1.50100II0.5mm

叠层结构

我司已生产的档案号记录

L12.35mil

Core13mil

L22.35mil

D32439D24595

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,L2

18.5

1.13

L1,L2

23.5

1.11

差分

L1,L2

9.7

6.3

100

1.12

2.2.50II100II0.6mm

叠层结构

我司已生产的档案号记录

D44747D44389

2.35mil

Core

16.9mil

厶・OjZII111

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,L2

1.11

L1,L2

1.13

差分

L1,L2

5.5

100

1.12

2.3.50II100II0.8mm

叠层结构

我司已生产的档案号记录

D44112D43231

1.66mil

Core26.18mil

L21.65mil

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,L2

1.11

L1,L2

1.13

L1,L

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