PCB阻抗设计与阻抗类型图解
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PCB阻抗设计及叠层目录前言 (4)第一章阻抗计算工具及常用计算模型 (7)1.0 阻抗计算工具 (7)1.1 阻抗计算模型 (7)1.11. 外层单端阻抗计算模型 (7)1.12. 外层差分阻抗计算模型 (8)1.13. 外层单端阻抗共面计算模型 (8)1.14. 外层差分阻抗共面计算模型 (9)1.15. 内层单端阻抗计算模型 (9)1.16. 内层差分阻抗计算模型 (10)1.17. 内层单端阻抗共面计算模型 (10)1.18. 内层差分阻抗共面计算模型 (11)1.19. 嵌入式单端阻抗计算模型 (11)1.20. 嵌入式单端阻抗共面计算模型 (12)1.21. 嵌入式差分阻抗计算模型 (12)1.22. 嵌入式差分阻抗共面计算模型 (13)第二章双面板设计 (14)2.0 双面板常见阻抗设计与叠层结构 (14)2.1. 50 100 || 0.5mm (14)2.2. 50 || 100 || 0.6mm (14)2.3. 50 || 100 || 0.8mm (15)2.4. 50 || 100 || 1.6mm (15)2.5. 50 70 || 1.6mm (15)2.6. 50 || 0.9mm || Rogers Er=3.5 (16)2.7. 50 || 0.9mm || Arlon Diclad 880 Er=2.2 (16)第三章四层板设计 (17)3.0. 四层板叠层设计方案 (17)3.1. 四层板常见阻抗设计与叠层结构 (18)3.10. SGGS || 50 55 60 || 90 100 || 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm (18)3.11. SGGS || 50 55 60 || 90 100 || 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm (19)3.12. SGGS || 50 55 60 || 90 95 100 || 1.6mm (20)3.13. SGGS || 50 55 60 || 85 90 95 100 || 1.0mm 1.6mm (21)3.14. SGGS || 50 55 75 || 100 || 1.0mm 2.0mm (22)3.15. GSSG || 50 || 100 || 1.0mm (22)3.16. SGGS || 75 ||100 105 || 1.3mm 1.6mm (23)3.17. SGGS || 50 100 || 1.3mm (23)3.18. SGGS || 50 100 || 1.6mm (24)3.19. SGGS || 50 || 1.6mm || 混压 (24)3.20. SGGS || 50 || 1.6mm || 混压 (25)3.21. SGGS || 50 || 100 || 2.0mm (25)第四章六层板设计 (26)4.0. 六层板叠层设计方案 (26)4.1. 六层板常见阻抗设计与叠层结构 (27)4.10. SGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (27)4.11. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.0mm (28)4.12. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (29)4.13. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (30)4.14. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (31)4.15. SGSSGS || 50 75 || 100 || 1.6mm (32)4.16. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (33)4.17. SGSSGS || 50 || 100 || 1.6mm (34)4.18. SGSSGS || 50 60 || 90 100 || 1.6mm (35)4.19. SGSSGS || 50 60 || 100 110 || 1.6mm (36)4.20. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (37)4.21. SGSSGS || 65 75 || 100 || 1.6mm (38)4.22. SGSGGS || 50 55 || 85 90 100 || 1.6mm (39)4.23. SGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (40)4.24. SGSGGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (41)4.25. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (42)4.26. SGGSGS || 50 60 || 90 100 || 1.6mm (43)4.27. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (44)4.28. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (45)4.29. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (46)4.30. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (47)第五章八层板设计 (48)5.0. 八层板叠层设计方案 (48)5.1. 八层板常见阻抗设计与叠层结构 (49)5.10. SGSSGSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (49)5.11. SGSGGSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (50)5.12. SGSGGSGS || 55 || 90 100 || 1.0mm (51)5.13. SGSSGSGS || 55 90 100 || 1.6mm (52)5.14. SGSGGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (53)5.15. SGSGGSGS || 55 90 100 || 1.6mm (54)5.16. SGSGGSGS || 50 55 || 100 || 1.6mm (55)5.17. SGSSGSGS || 37.5 50 55 75 || 90 100 || 1.6mm (56)5.18. SSGSSGSS || 50 || 100 || 1.6mm (57)5.19. SGSGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (58)5.20. GSGSSGSG || 50 60 || 100 || 2.0mm (59)5.21. SGSGGSGS || 37.5 50 55 75 || 90 100 || 2.0mm (60)5.22. SSGSSGSS || 50 55 60 || 100 || 2116 2.0mm (61)5.23. SGSG GSGS || 55 || 90 100 || 2116 2.0mm (62)5.24. SGSGGSGS || 50 65 70 || 50 85 100 110 || 2.0mm (63)5.25. GSGSSGSG || 50 ||100 || 2.0mm (64)5.26. SGSGSSGS || 50 55 60 || 85 90 100 || 2.0mm (65)5.27. SGSSGSGS || 50 55 || 90 100 || 2.0mm (67)第六章十层板设计 (68)6.0 十层板叠层设计方案 (68)6.1. 十层常见阻抗设计与叠层结构 (69)6.10. SGSSGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (69)6.11. SGSSGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (70)6.12. SGSSG GSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (71)6.13. SGSGG SGSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (72)6.14. SGSSGGSSGS || 50 || 100 || 1.8mm (73)6.15. SGSSGGSSGS || 50 || 100 || 2.0mm (74)6.16. SGSSGGSSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (75)6.17. SGSGGSGSGS || 50 || 100 || 2.0mm (76)6.18. SGSSGSGSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (77)6.19. SGSGSGGSGS || 50 || 100 || 2.0mm (78)6.20. SGSGSGGSGS || 50 75 || 150 || 2.4mm (79)6.21. SGGSSGSGGS || 50 75 || 100 || 1.8mm (80)第七章十二层板设计 (81)7.0 十二层板叠层设计方案 (81)7.1 十二层常见阻抗设计与叠层结构 (82)7.10. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (82)7.11. SGSSGSSGSSGS || 50 || 100 || 1.6mm (83)7.12. SGSGSGGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (85)7.13. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (86)7.14. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (87)7.15. SGSSGGSSGSGS || 45 50 || 100 || 1.6mm (89)7.16. SG SG SG GS GS GS || 50 || 100 || 1.6mm (90)7.17. SGSGSGGSGSGS || 50 60 || 100 || 2.0mm (91)7.18. SGSGSGGSGSGS || 50 55 || 90 100 || 2.0mm (92)7.19. SGSGSGGSGSGS || 50 60 || 100 || 2.2mm (93)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。
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。
No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.7 H/H mm 含铜L3-------------------------2116*1 4milL4-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L4(屏蔽层L2/L3):单端:线宽 6.5mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 4.5mil ,阻值 60Ω±10%差分:线宽6mil,线距6mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽5mil,线距7mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.7 H/H mm 含铜(偏上限料)L3-------------------------1080*1 3milL4-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L4(屏蔽层L2/L3):单端:线宽 5mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽4.5mil,线距5.5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽3.5mil,线距5.5mil,阻值 100Ω±10% L3(屏蔽层L2&L4):差分:线宽3.5mil,线距6mil,阻值 90Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.9MM 1/1 OZ 含铜L3-------------------------1080*1 3milL4-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.1±0.1MM成品厚度:1.2±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L4(屏蔽层L2/L3):单端:线宽 4.7mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 3.8mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽4.5mil,线距5.5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽3.5mil,线距5.5mil,阻值 100Ω±10%L3(屏蔽层L2&L4):单端:线宽 3mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽3mil,线距8mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.15 H/H mm 含铜L3-------------------------7628*2 15milL4-------------------------0.15 H/H mm 含铜L5-------------------------2116*1 4milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 11mil ,阻值 60Ω±10%(阻抗层L1,屏蔽层L3)单端:线宽 4mil ,阻值 60Ω±10%差分:线宽4mil,线距4.5mil,阻值 100Ω±10%L3(屏蔽层L2&L4):单端:线宽 4mil ,阻值 60Ω±10%差分:线宽4mil,线距5mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.2 H/H mm 含铜L3-------------------------2116*2 10milL4-------------------------0.2 H/H mm 含铜L5-------------------------2116*1 4milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 18.5mil ,阻值 50Ω±10%(阻抗层L1,屏蔽层L3)单端:线宽 5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽5.5mil,线距6mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4mil,线距6mil,阻值 100Ω±10%L4(屏蔽层L3&L5):单端:线宽 5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽6mil,线距6mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4mil,线距4.5mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.15MM 1/1 含铜L3-------------------------7628*2 16milL4-------------------------0.15MM 1/1 含铜L5-------------------------1080*1 3milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 13.5mil ,阻值 50Ω±10%(阻抗层L1,屏蔽层L3)单端:线宽 4.6mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4.2mil,线距4.5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽3.5mil,线距5.5mil,阻值 100Ω±10%L4(屏蔽层L3&L5):单端:线宽 4mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽3mil,线距7mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.15MM 1/1OZ 含铜L3-------------------------7628*2 16milL4-------------------------0.15MM 1/1OZ 含铜L5-------------------------1080*1 3milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 4.7mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4.7mil,线距6mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4mil,线距8mil,阻值 100Ω±10%L4(屏蔽层L3&L5):差分:线宽3.2mil,线距8.8mil,阻值100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.2 1/1 mm 含铜L3-------------------------7628*2+2116*1 20milL4-------------------------0.2 1/1 mm 含铜L5-------------------------1080*1 3milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.1±0.1MM成品厚度:1.2±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 5mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 5mil,线距8mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽 3.5mil,线距4.5mil,阻值 100Ω±10% L3(屏蔽层L2&L4):单端:线宽 5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 5mil,线距5.5mil,阻值 90Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.15MM 1/1OZ 含铜L3-------------------------7628*3 24milL4-------------------------0.15MM 1/1OZ 含铜1080*1 3milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.1±0.1MM成品厚度:1.2±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 4.6mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 3.7mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 4mil,线距4.5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽 3.3mil,线距5mil,阻值 100Ω±10% L3(屏蔽层L2&L4):单端:线宽 3.2mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 3.5mil,线距5.5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽 3mil,线距7mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.15 1/1 mm 含铜L3-------------------------2116*1 5mil-------------------------0.4 H/H mm 含铜(蚀刻成光板)-------------------------2116*1 5milL4-------------------------0.15 1/1 mm 含铜L5-------------------------1080*1 3milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.1±0.1MM成品厚度:1.2±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 5mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 4mil,线距4mil,阻值 90Ω±10%L4(屏蔽层L2&L5):单端:线宽 3.5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 3.3mil,线距4.7mil,阻值 90Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4.6mil0.2 H/H mm 含铜L3-------------------------2116*1 4.6milL4-------------------------0.2 H/H mm 含铜L5-------------------------2116*1 4.6milL6-------------------------0.2 H/H mm 含铜L7-------------------------2116*1 4.6milL8-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.1±0.1MM成品厚度:1.2±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L8(屏蔽层L2/L7):单端:线宽 7.87mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 4mil ,阻值 65Ω±10%差分:线宽 4.5mil,线距5mil,阻值 100Ω±10% L3(屏蔽层L2&L4):单端:线宽 4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 4mil,线距8mil,阻值 100Ω±10%L5(屏蔽层L4&L6):单端:线宽 4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 4mil,线距8mil,阻值 100Ω±10%L6(屏蔽层L5&L7):单端:线宽 4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 4mil,线距8mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.6 H/H mm 含铜L3-------------------------2116*1 4milL4-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.8±0.1MM成品厚度:0.9±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L4(屏蔽层L2/L3):单端:线宽 6mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 4mil ,阻值 60Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.7 1/1 mm 含铜L3-------------------------2116*1 4milL4-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L4(屏蔽层L2/L3):单端:线宽 6mil ,阻值 50Ω±10%单端:线宽 5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽6mil,线距7mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4mil,线距5.5mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 3milL2-------------------------0.7 H/H mm 含铜L3-------------------------1080*1 3milL4-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L4(屏蔽层L2/L3):单端:线宽 6mil ,阻值 45Ω±10%单端:线宽 5mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4.8mil,线距5.44mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4.5mil,线距8mil,阻值 95Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 2.8milL2-------------------------0.15 H/H mm 含铜L3-------------------------7628*2+1080*1 17.8milL4-------------------------0.15 H/H mm 含铜L5-------------------------1080*1 2.8milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 14mil ,阻值 50Ω±10%(阻抗层L1,屏蔽层L3)单端:线宽 4.5mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽5mil,线距10mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4mil,线距9mil,阻值 100Ω±10%L3/L4(屏蔽层L2&L5):单端:线宽 5mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽5mil,线距5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽4mil,线距6mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating1080*1 2.8milL2-------------------------0.15MM 1/1 含铜L3-------------------------7628*2+1080*1 17.8milL4-------------------------0.15MM 1/1 含铜L5-------------------------1080*1 2.8milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:0.9±0.1MM成品厚度:1.0±0.1MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 13mil ,阻值 50Ω±10%(阻抗层L1,屏蔽层L3)单端:线宽 4.3mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4.3mil,线距5.7mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽3.1mil,线距4.9mil,阻值 100Ω±10%L3/L4(屏蔽层L2&L5):单端:线宽 4mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4mil,线距7.5mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽3mil,线距7mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.15 H/H mm 含铜L3-------------------------2116*1 4mil-------------------------0.8 H/H mm 含铜(蚀刻成光板)-------------------------2116*1 4milL4-------------------------0.15 H/H mm 含铜L5-------------------------2116*1 4milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.5±0.15MM成品厚度:1.6±0.15MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 5mil,线距7.5mil,阻值 100Ω±10%L3(屏蔽层L2&L5):单端:线宽5mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 5mil,线距7.5mil,阻值 100Ω±10%No.L1--------------------------1/3oz + Plating2116*1 4.5milL2-------------------------0.15 1/1 mm 含铜L3-------------------------7628*1 7mil-------------------------0.7 H/H mm 含铜(蚀刻成光板)-------------------------7628*1 7milL4-------------------------0.15 1/1 mm 含铜L5-------------------------2116*1 4.5milL6-------------------------1/3oz + Plating压合厚度:1.5±0.15MM成品厚度:1.6±0.15MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L6(屏蔽层L2/L5):单端:线宽 6mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 5.5mil,线距7mil,阻值 100Ω±10%L3/L4(屏蔽层L2&L5):单端:线宽4mil ,阻值 55Ω±10%差分:线宽 4.8mil,线距7.7mil,阻值 90Ω±10%差分:线宽 3.8mil,线距8.7mil,阻值 100Ω±10% No.L1--------------------------Hoz + Plating2116*1 4milL2-------------------------0.2MM 1/1OZ 含铜L3-------------------------2116*1 4mil1080*1 3milL4-------------------------0.2MM 1/1OZ 含铜L5-------------------------1506*1 6milL6-------------------------0.2MM 1/1OZ 含铜L7-------------------------1080*1 3mil2116*1 4milL8-------------------------0.2MM 1/1OZ 含铜L9-------------------------2116*1 4milL10-------------------------Hoz + Plating压合厚度:1.5±0.15MM成品厚度:1.6±0.16MMPP厚度为填胶后厚度阻抗计算:L1/L10(屏蔽层L2/L9):单端:线宽 6.5mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽5mil,线距8mil,阻值 100Ω±10%L3/L4(屏蔽层L2&L5): 单端:线宽 5.5mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4.5mil,线距9mil,阻值 100Ω±10% L7/L8(屏蔽层L6&L9): 单端:线宽 5.5mil ,阻值 50Ω±10%差分:线宽4.5mil,线距9mil,阻值 100Ω±10%。
印制电路板(PCB)的阻抗控制介绍一:特性阻抗原理:传输线的定义,在国际标准IPC-2141 3.4.4说明其原则“当 信号在导线中传输时,若该导线长度大到信号波长的1/7,则该导线应被视做传输线。
如当某电磁波信号以时钟频率为900MHZ (GSM手机传输频率)在导线中传播时,则如果线路的长度大于:1/7波长=1C/7F=4.76CM 时,该线路就被定义为传输线。
众所周知,直流电路中电流传输时遇到的阻力叫电阻,交流电路中电流遇到的阻力叫阻抗而高频(》400MHZ )电路中传输信号所遇到的阻力叫特性阻抗,在高频情况下,印制板上的传输信号铜导线可以被视为由一串等效电阻及一并连电感所组合而成的传导线路,而此等效电阻在高频分析时小到可以忽略不记,因此我们在对一个印制板的信号传输进行高频分析时,则只需考虑杂散分布之串联电感及并联电容的效应,我们可以得到以下公式;Z0=R+√L/C √≈√L/C ( Z0为特性阻抗值)关于特性阻抗,有以下几原则:1、 在数字信号在板子上传输时,印制板线路的特性阻抗值必须与头尾元件的电子阻抗匹配,如果不匹配的话,所传送的信号能量将出现反射,散失,衰减,或延误,等现象,从而产生杂信,2、 由于电子元件的电子阻抗越高时,其传输速率才越快,因而电路板的特性阻抗值也要随之提高,才能与之匹配,3、射频通信用的PCB ,除强调 Z0外,有时更加强调板材本身具有低的 Er (介质常数)值及低的Df (介质损耗因子)值。
高频信号在介质中的传输速度为C/ Er,可知:Er 越小,传输速度越快,这也是为何高频要用低介质常数的高频材料。
Df 影响着信号在介质传输过程中的失真,Df 越小,失真越小。
二:特性阻抗的常见形式和计算方法:在线路板的设计中,传输信号最常见的有4种单线布线和2种差分布线方式方式:以上四种单线传输信号布线方式的阻抗计算公式见下;(差分略)1、 微带线:Z 。
=87ln 「5.98H/(0.8W+T )」Er+1.412、 埋入式微带线Z 。
PCB阻抗设计及叠层目录前言..................................... 错误!未指定书签。
第一章阻抗计算工具及常用计算模型......... 错误!未指定书签。
1.0阻抗计算工具...................... 错误!未指定书签。
1.1阻抗计算模型...................... 错误!未指定书签。
1.11.外层单端阻抗计算模型 ......... 错误!未指定书签。
1.12.外层差分阻抗计算模型 ......... 错误!未指定书签。
1.13.外层单端阻抗共面计算模型 ..... 错误!未指定书签。
1.14.外层差分阻抗共面计算模型 ..... 错误!未指定书签。
1.15.内层单端阻抗计算模型 ......... 错误!未指定书签。
1.16.内层差分阻抗计算模型 ......... 错误!未指定书签。
1.17.内层单端阻抗共面计算模型 ..... 错误!未指定书签。
1.18.内层差分阻抗共面计算模型 ..... 错误!未指定书签。
1.19.嵌入式单端阻抗计算模型 ....... 错误!未指定书签。
1.20.嵌入式单端阻抗共面计算模型 ... 错误!未指定书签。
1.21.嵌入式差分阻抗计算模型 ....... 错误!未指定书签。
1.22.嵌入式差分阻抗共面计算模型 ... 错误!未指定书签。
第二章双面板设计......................... 错误!未指定书签。
2.0双面板常见阻抗设计与叠层结构 ...... 错误!未指定书签。
2.1.50100||0.5mm.................. 错误!未指定书签。
2.2.50||100||0.6mm................ 错误!未指定书签。
2.3.50||100||0.8mm................ 错误!未指定书签。
2.4.50||100||1.6mm................ 错误!未指定书签。
PCB阻抗设计及叠层结构目录前言 (4)第一章阻抗计算工具及常用计算模型 (7)1.0 阻抗计算工具 (7)1.1 阻抗计算模型 (7)1.11. 外层单端阻抗计算模型 (7)1.12. 外层差分阻抗计算模型 (8)1.13. 外层单端阻抗共面计算模型 (8)1.14. 外层差分阻抗共面计算模型 (9)1.15. 内层单端阻抗计算模型 (9)1.16. 内层差分阻抗计算模型 (10)1.17. 内层单端阻抗共面计算模型 (10)1.18. 内层差分阻抗共面计算模型 (11)1.19. 嵌入式单端阻抗计算模型 (11)1.20. 嵌入式单端阻抗共面计算模型 (12)1.21. 嵌入式差分阻抗计算模型 (12)1.22. 嵌入式差分阻抗共面计算模型 (13)第二章双面板设计 (14)2.0 双面板常见阻抗设计与叠层结构 (14)2.1. 50 100 || 0.5mm (14)2.2. 50 || 100 || 0.6mm (14)2.3. 50 || 100 || 0.8mm (15)2.4. 50 || 100 || 1.6mm (15)2.5. 50 70 || 1.6mm (15)2.6. 50 || 0.9mm || Rogers Er=3.5 (16)2.7. 50 || 0.9mm || Arlon Diclad 880 Er=2.2 (16)第三章四层板设计 (17)3.0. 四层板叠层设计方案 (17)3.1. 四层板常见阻抗设计与叠层结构 (18)3.10. SGGS || 50 55 60 || 90 100 || 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm (18)3.11. SGGS || 50 55 60 || 90 100 || 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm (19)3.12. SGGS || 50 55 60 || 90 95 100 || 1.6mm (20)3.13. SGGS || 50 55 60 || 85 90 95 100 || 1.0mm 1.6mm (21)3.14. SGGS || 50 55 75 || 100 || 1.0mm 2.0mm (22)3.15. GSSG || 50 || 100 || 1.0mm (22)3.16. SGGS || 75 ||100 105 || 1.3mm 1.6mm (23)3.17. SGGS || 50 100 || 1.3mm (23)3.18. SGGS || 50 100 || 1.6mm (24)3.19. SGGS || 50 || 1.6mm || 混压 (24)3.20. SGGS || 50 || 1.6mm || 混压 (25)3.21. SGGS || 50 || 100 || 2.0mm (25)第四章六层板设计 (26)4.0. 六层板叠层设计方案 (26)4.1. 六层板常见阻抗设计与叠层结构 (27)4.10. SGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (27)4.11. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.0mm (28)4.12. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (29)4.13. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (30)4.14. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (31)4.15. SGSSGS || 50 75 || 100 || 1.6mm (32)4.16. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (33)4.17. SGSSGS || 50 || 100 || 1.6mm (34)4.18. SGSSGS || 50 60 || 90 100 || 1.6mm (35)4.19. SGSSGS || 50 60 || 100 110 || 1.6mm (36)4.20. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (37)4.21. SGSSGS || 65 75 || 100 || 1.6mm (38)4.22. SGSGGS || 50 55 || 85 90 100 || 1.6mm (39)4.23. SGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (40)4.24. SGSGGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (41)4.25. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (42)4.26. SGGSGS || 50 60 || 90 100 || 1.6mm (43)4.27. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (44)4.28. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (45)4.29. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (46)4.30. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (47)第五章八层板设计 (48)5.0. 八层板叠层设计方案 (48)5.1. 八层板常见阻抗设计与叠层结构 (49)5.10. SGSSGSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (49)5.11. SGSGGSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (50)5.12. SGSGGSGS || 55 || 90 100 || 1.0mm (51)5.13. SGSSGSGS || 55 90 100 || 1.6mm (52)5.14. SGSGGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (53)5.15. SGSGGSGS || 55 90 100 || 1.6mm (54)5.16. SGSGGSGS || 50 55 || 100 || 1.6mm (55)5.17. SGSSGSGS || 37.5 50 55 75 || 90 100 || 1.6mm (56)5.18. SSGSSGSS || 50 || 100 || 1.6mm (57)5.19. SGSGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (58)5.20. GSGSSGSG || 50 60 || 100 || 2.0mm (59)5.21. SGSGGSGS || 37.5 50 55 75 || 90 100 || 2.0mm (60)5.22. SSGSSGSS || 50 55 60 || 100 || 2116 2.0mm (61)5.23. SGSG GSGS || 55 || 90 100 || 2116 2.0mm (62)5.24. SGSGGSGS || 50 65 70 || 50 85 100 110 || 2.0mm (63)5.25. GSGSSGSG || 50 ||100 || 2.0mm (64)5.26. SGSGSSGS || 50 55 60 || 85 90 100 || 2.0mm (65)5.27. SGSSGSGS || 50 55 || 90 100 || 2.0mm (67)第六章十层板设计 (68)6.0 十层板叠层设计方案 (68)6.1. 十层常见阻抗设计与叠层结构 (69)6.10. SGSSGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (69)6.11. SGSSGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (70)6.12. SGSSG GSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (71)6.13. SGSGG SGSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (72)6.14. SGSSGGSSGS || 50 || 100 || 1.8mm (73)6.15. SGSSGGSSGS || 50 || 100 || 2.0mm (74)6.16. SGSSGGSSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (75)6.17. SGSGGSGSGS || 50 || 100 || 2.0mm (76)6.18. SGSSGSGSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (77)6.19. SGSGSGGSGS || 50 || 100 || 2.0mm (78)6.20. SGSGSGGSGS || 50 75 || 150 || 2.4mm (79)6.21. SGGSSGSGGS || 50 75 || 100 || 1.8mm (80)第七章十二层板设计 (81)7.0 十二层板叠层设计方案 (81)7.1 十二层常见阻抗设计与叠层结构 (82)7.10. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (82)7.11. SGSSGSSGSSGS || 50 || 100 || 1.6mm (83)7.12. SGSGSGGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (85)7.13. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (86)7.14. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (87)7.15. SGSSGGSSGSGS || 45 50 || 100 || 1.6mm (89)7.16. SG SG SG GS GS GS || 50 || 100 || 1.6mm (90)7.17. SGSGSGGSGSGS || 50 60 || 100 || 2.0mm (91)7.18. SGSGSGGSGSGS || 50 55 || 90 100 || 2.0mm (92)7.19. SGSGSGGSGSGS || 50 60 || 100 || 2.2mm (93)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。
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。
PCB电路板PCB阻抗计算阻抗线计算一.传输线类型1最通用的传输线类型为微带线(microstrip)和带状线(stripline)微带线(microstrip):指在PCB外层的线和只有一个参考平面的线,有非嵌入/嵌入两种如图所示:(图1)非嵌入(我们目前常用)(图2)嵌入(我们目前几乎没有用过)带状线:在绝缘层的中间,有两个参考平面。
如下图:(图3)2阻抗线2.1差动阻抗(图4)差动阻抗,如上所示,阻抗值一般为90,100,110,1202.2特性阻抗(图5)特性阻抗:如上如所示,.阻抗值一般为50ohm,60ohm二.PCB叠层结构1板层、PCB材质选择PCB是一种层叠结构。
主要是由铜箔与绝缘材料叠压而成。
附图为我们常用的1+6+1结构的,8层PCB叠层结构。
(图6)首先第一层为阻焊层(俗称绿油)。
它的主要作用是在PCB表面形成一层保护膜,防止导体上不该上锡的区域沾锡。
同时还能起到防止导体之间因潮气、化学品等引起的短路、生产和装配中不良操作造成的断路、防止线路与其他金属部件短路、绝缘及抵抗各种恶劣环境,保证PCB工作稳定可靠。
防焊的种类有传统环氧树脂IR烘烤型,UV硬化型,液态感光型(LPISM-LiquidPhotoImagableSolderMask)等型油墨,以及干膜防焊型(DryFilm,SolderMask),其中液态感光型为目前制程大宗,常用的有NormalLPI,Lead-freeLPI,Prob77.防焊对阻抗的影响是使得阻抗变小2~3ohm左右阻焊层下面为第一层铜箔。
它主要起到电路连通及焊接器件的作用。
硬板中使用的铜箔一般以电解铜为主(FPC中主要使用压延铜)。
常用厚度为0.5OZ及1OZ.(OZ为重量单位在PCB 行业中做为一种铜箔厚度的计量方式。
1OZ表示将重量为1OZ的铜碾压成1平方英尺后铜箔的厚度。
1OZ=0.035mm).铜箔下面为绝缘层..我们常用的为FR4半固化片.半固化片是以无碱玻璃布为增强材料,浸以环氧树脂.通过120-170℃的温度下,将半固化片树脂中的溶剂及低分子挥发物烘除.同时,树脂也进行一定程度的反应,呈半固化状态(B阶段).在PCB制作过程中通过层压机的高温压合.半固化中的树脂完全反应,冷却后完全固化形成我们所需的绝缘层.半固化片中所用树脂主要为热塑性树脂,树脂有三种阶段:A阶段:在室温下能够完全流动的液态树脂,这是玻钎布浸胶时状态B阶段:环氧树脂部分交联处于半固化状态,在加热条件下,又能恢复到液体状态C阶段:树脂全部交联为C阶段,在加热加压下会软化,但不能再成为液态,这是多层板压制后半固化片转成的最终状态.常用半固化片的类型(表一)由于半固化片在板层压合过程中,厚度会变小,因而半固化片的原始材料厚度和压合后的厚度不一样,因而必须分清厚度是原始材料厚度还是完成厚度。
PCB阻抗设计及叠层结构目录前言 (4)第一章阻抗计算工具及常用计算模型 (7)1.0 阻抗计算工具 (7)1.1 阻抗计算模型 (8)1.11. 外层单端阻抗计算模型 (8)1.12. 外层差分阻抗计算模型 (8)1.13. 外层单端阻抗共面计算模型 (9)1.14. 外层差分阻抗共面计算模型 (9)1.15. 内层单端阻抗计算模型 (10)1.16. 内层差分阻抗计算模型 (10)1.17. 内层单端阻抗共面计算模型 (11)1.18. 内层差分阻抗共面计算模型 (12)1.19. 嵌入式单端阻抗计算模型 (12)1.20. 嵌入式单端阻抗共面计算模型 (13)1.21. 嵌入式差分阻抗计算模型 (13)1.22. 嵌入式差分阻抗共面计算模型 (14)第二章双面板设计 (15)2.0 双面板常见阻抗设计与叠层结构 (15)2.1. 50 100 || 0.5mm (15)2.2. 50 || 100 || 0.6mm (15)2.3. 50 || 100 || 0.8mm (16)2.4. 50 || 100 || 1.6mm (16)2.5. 50 70 || 1.6mm (17)2.6. 50 || 0.9mm || Rogers Er=3.5 (17)2.7. 50 || 0.9mm || Arlon Diclad 880 Er=2.2 (17)第三章四层板设计 (18)3.0. 四层板叠层设计方案 (18)3.1. 四层板常见阻抗设计与叠层结构 (19)3.10. SGGS || 50 55 60 || 90 100 || 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm (19)3.11. SGGS || 50 55 60 || 90 100 || 0.8mm 1.0mm 1.2mm 1.6mm 2.0mm (20)3.12. SGGS || 50 55 60 || 90 95 100 || 1.6mm (21)3.13. SGGS || 50 55 60 || 85 90 95 100 || 1.0mm 1.6mm (22)3.14. SGGS || 50 55 75 || 100 || 1.0mm 2.0mm (23)3.15. GSSG || 50 || 100 || 1.0mm (23)3.16. SGGS || 75 ||100 105 || 1.3mm 1.6mm (24)3.17. SGGS || 50 100 || 1.3mm (24)3.18. SGGS || 50 100 || 1.6mm (25)3.19. SGGS || 50 || 1.6mm || 混压 (25)3.20. SGGS || 50 || 1.6mm || 混压 (26)3.21. SGGS || 50 || 100 || 2.0mm (26)第四章六层板设计 (27)4.0. 六层板叠层设计方案 (27)4.1. 六层板常见阻抗设计与叠层结构 (28)4.10. SGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (28)4.11. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.0mm (29)4.12. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (30)4.13. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (31)4.14. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (32)4.15. SGSSGS || 50 75 || 100 || 1.6mm (33)4.16. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (34)4.17. SGSSGS || 50 || 100 || 1.6mm (35)4.18. SGSSGS || 50 60 || 90 100 || 1.6mm (36)4.19. SGSSGS || 50 60 || 100 110 || 1.6mm (37)4.20. SGSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (38)4.21. SGSSGS || 65 75 || 100 || 1.6mm (39)4.22. SGSGGS || 50 55 || 85 90 100 || 1.6mm (40)4.23. SGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (41)4.24. SGSGGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (42)4.25. SGSGGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (43)4.26. SGGSGS || 50 60 || 90 100 || 1.6mm (44)4.27. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (46)4.28. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (47)4.29. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (48)4.30. SGSGGS || 37.5 50 || 100 || 2.0mm (49)第五章八层板设计 (50)5.0. 八层板叠层设计方案 (50)5.1. 八层板常见阻抗设计与叠层结构 (51)5.10. SGSSGSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (51)5.11. SGSGGSGS || 50 55 || 90 100 || 1.0mm (52)5.12. SGSGGSGS || 55 || 90 100 || 1.0mm (53)5.13. SGSSGSGS || 55 90 100 || 1.6mm (54)5.14. SGSGGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (55)5.15. SGSGGSGS || 55 90 100 || 1.6mm (56)5.16. SGSGGSGS || 50 55 || 100 || 1.6mm (57)5.17. SGSSGSGS || 37.5 50 55 75 || 90 100 || 1.6mm (58)5.18. SSGSSGSS || 50 || 100 || 1.6mm (59)5.19. SGSGSSGS || 50 55 || 90 100 || 1.6mm (60)5.20. GSGSSGSG || 50 60 || 100 || 2.0mm (61)5.21. SGSGGSGS || 37.5 50 55 75 || 90 100 || 2.0mm (62)5.22. SSGSSGSS || 50 55 60 || 100 || 2116 2.0mm (63)5.23. SGSG GSGS || 55 || 90 100 || 2116 2.0mm (64)5.24. SGSGGSGS || 50 65 70 || 50 85 100 110 || 2.0mm (65)5.25. GSGSSGSG || 50 ||100 || 2.0mm (66)5.26. SGSGSSGS || 50 55 60 || 85 90 100 || 2.0mm (67)5.27. SGSSGSGS || 50 55 || 90 100 || 2.0mm (69)第六章十层板设计 (70)6.0 十层板叠层设计方案 (70)6.1. 十层常见阻抗设计与叠层结构 (71)6.10. SGSSGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (71)6.11. SGSSGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (72)6.12. SGSSG GSSGS || 50 || 90 100 || 1.6mm (73)6.13. SGSGG SGSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (74)6.14. SGSSGGSSGS || 50 || 100 || 1.8mm (75)6.15. SGSSGGSSGS || 50 || 100 || 2.0mm (76)6.16. SGSSGGSSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (77)6.17. SGSGGSGSGS || 50 || 100 || 2.0mm (78)6.18. SGSSGSGSGS || 50 || 90 100 || 2.0mm (79)6.19. SGSGSGGSGS || 50 || 100 || 2.0mm (80)6.20. SGSGSGGSGS || 50 75 || 150 || 2.4mm (81)6.21. SGGSSGSGGS || 50 75 || 100 || 1.8mm (82)第七章十二层板设计 (83)7.0 十二层板叠层设计方案 (83)7.1 十二层常见阻抗设计与叠层结构 (84)7.10. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (84)7.11. SGSSGSSGSSGS || 50 || 100 || 1.6mm (85)7.12. SGSGSGGSGSGS || 50 || 100 || 1.6mm (87)7.13. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (88)7.14. SGSGSGGSGSGS || 33 37.5 40 50 || 85 90 100 || 1.6mm (89)7.15. SGSSGGSSGSGS || 45 50 || 100 || 1.6mm (91)7.16. SG SG SG GS GS GS || 50 || 100 || 1.6mm (92)7.17. SGSGSGGSGSGS || 50 60 || 100 || 2.0mm (93)7.18. SGSGSGGSGSGS || 50 55 || 90 100 || 2.0mm (94)7.19. SGSGSGGSGSGS || 50 60 || 100 || 2.2mm (95)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。
•PCB设计中阻抗的详细计算方法-差分阻抗为例日期:2010.01.20 | 分类:软件使用 | 标签:与其大致的了解很多事情,不如好好把你平时碰到的问题详细的搞懂,阻抗计算就是其中一个例子。
很多PCB设计人员现在已经不自己动手去计算阻抗了,不信你可以看看他的电脑上有没有Polar Si这个工具即可。
如果读者你有心学,那么今天我就整理一篇polar si的学习资料,至于软件本身,你可以去搜索下载,如果下不到,可以在本文后留言,我可以发邮件给大家,不过申明一下,此软件只做交流学习用,如果觉得自己有能力,建议购买正版!下面我以计算手机射频 SAW至TC(transceiver)的接受线阻抗为例,说明Polar Si计算阻抗的过程。
这段线现在在手机PCB设计中很多公司的默认做法是走4mil的线宽,相邻层净空,然后不做特别处理。
原因为何,很多设计师不会去细究。
其实此系列阻抗线要求是差分阻抗150欧,那么计算出来线宽究竟是多少?我以一个普通的HDI板厂的一个普通的叠层结构为例计算此差分阻抗。
叠层结构见下图:其中sig为信号层,即为铜箔厚度,绿色标示的是pp,我们可以看到来l3–》l4之间的pp为16mil,是很“厚”的,这也是为什么我们一般微带线的阻抗参考层要跨越此pp,实际操作就是将微带线放在L3或者L4层。
搞清楚图中各个数值的意义,下面我们就打开Polar Si阻抗计算软件,选择差分阻抗计算模式,并且选择要挖掉一层的图示来计算,如下图所示:这时我们看到右边有很多需要填的数值,不必紧张,见下图,当你点某个方框时,在左侧的图示上面,此数值所对应的字母会用红色框高亮,例如下图中在右边点H1后的数值框,输入数值,那么左侧的H1就会高亮。
下面我们就按上述方法,依次根据叠层结构填入各个数值,Er1和Er2如果不知道可以填入3.8-4.2之间的数值,对计算结果影响不是很大,在最下面的Zdiff(差分阻抗)处填入150,表示我们要计算的是差分150欧的阻抗。
PCB的阻抗设计1、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。
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。
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匹配,一但阻抗值超出公差,所传出的信号能量将出现反射、散射、衰减或延误等现象,从而导致信号不完整、信号失真。
2、计算阻抗的工具:目前大部分人都用Polar软件:Polar Si8000、Si9000等。
常用的软件阻抗模型主要有三种: (1)特性阻抗,也叫单端阻抗;(2)差分阻抗,也叫差动阻抗;(3)共面阻抗,也叫共面波导阻抗,主要应用于双面板阻抗设计当中。
2选择共面阻抗设计的原因是:双面板板厚决定了阻抗线距离,下面的参考面比较远,信号非常弱,必须选择距离较近的参考面,于是就产生了共面阻抗的设计。
3、安装软件Polar Si9000,然后打开Polar Si9000软件。
熟悉一下常用的几个阻抗模型:(1)下图是外层特性阻抗模型(也叫单端阻抗模型):(2)下图是外层差分阻抗模型:(3)内层差分阻抗模型常用以下三种:2下面是共面的常用模型:(4)下图是外层共面单端阻抗模型:(5)下图是外层共面差分阻抗模型:24、怎样来计算阻抗?各种PP及其组合的厚度,介电常数详见PP规格表,铜厚规则按下图的要求。
阻焊的厚度,在金百泽公司统一按10um,即0.4mil;W1、W2的规则按上面要求;当基铜<=0.5OZ时,W2=W-0.5mil;当基铜=1OZ时,W2=W-1mil;W指原线宽。
下面讲一个12层板,板厚1.8MM的例子:这个板信号层比较多,但是3,5层和8,10是对称的。
印制电路板(PCB)的阻抗控制介绍一:特性阻抗原理:传输线的定义,在国际标准IPC-2141 3.4.4说明其原则“当 信号在导线中传输时,若该导线长度大到信号波长的1/7,则该导线应被视做传输线。
如当某电磁波信号以时钟频率为900MHZ (GSM手机传输频率)在导线中传播时,则如果线路的长度大于:1/7波长=1C/7F=4.76CM 时,该线路就被定义为传输线。
众所周知,直流电路中电流传输时遇到的阻力叫电阻,交流电路中电流遇到的阻力叫阻抗而高频(》400MHZ )电路中传输信号所遇到的阻力叫特性阻抗,在高频情况下,印制板上的传输信号铜导线可以被视为由一串等效电阻及一并连电感所组合而成的传导线路,而此等效电阻在高频分析时小到可以忽略不记,因此我们在对一个印制板的信号传输进行高频分析时,则只需考虑杂散分布之串联电感及并联电容的效应,我们可以得到以下公式;Z0=R+√L/C √≈√L/C ( Z0为特性阻抗值)关于特性阻抗,有以下几原则:1、 在数字信号在板子上传输时,印制板线路的特性阻抗值必须与头尾元件的电子阻抗匹配,如果不匹配的话,所传送的信号能量将出现反射,散失,衰减,或延误,等现象,从而产生杂信,2、 由于电子元件的电子阻抗越高时,其传输速率才越快,因而电路板的特性阻抗值也要随之提高,才能与之匹配,3、射频通信用的PCB ,除强调 Z0外,有时更加强调板材本身具有低的 Er (介质常数)值及低的Df (介质损耗因子)值。
高频信号在介质中的传输速度为C/ Er,可知:Er 越小,传输速度越快,这也是为何高频要用低介质常数的高频材料。
Df 影响着信号在介质传输过程中的失真,Df 越小,失真越小。
二:特性阻抗的常见形式和计算方法:在线路板的设计中,传输信号最常见的有4种单线布线和2种差分布线方式方式:以上四种单线传输信号布线方式的阻抗计算公式见下;(差分略)1、 微带线:Z 。
=87ln 「5.98H/(0.8W+T )」Er+1.412、 埋入式微带线Z 。
(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||0.8mm1.0mm1.2mm1.6mm2.0mm193.11.SGGS||505560||90100||0.8mm1.0mm1.2mm1.6mm2.0mm203.12.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||1.6mm575.18.SSGSSGSS||50||100||1.6mm585.19.SGSGSSGS||5055||90100||1.6mm595.20.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||1.6mm837.11.SGSSGSSGSSGS||50||100||1.6mm847.12.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。
PCB阻抗设计与阻抗类型图解(仅限交流与学习使用,请勿用于其它作用)
A、阻抗定义
阻抗就是指在某一频率下,电子器件传输信号线中(也就是我们制作的线路板的铜线),相对某一参考层(也就是我们说的屏蔽层、影射层或参考层),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,它实际上是电阻抗、电感抗、电容抗等一个矢量总和。
在直流电中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻;
在交流电的领域中除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
从一个器件输出信号,经传输后进入另一个器件,这两者阻抗之间的特定匹配关系。
简单说整个过程就像软管送水浇花,一端接在水龙头,另一端手握处加压使其射出水柱,当握管处所施压的力道恰好,而让水柱的射程正确洒落在目标区为最佳,力过度水注射程太远,腾空越过目标浪费水资源,挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。
阻抗就是施压的力道,保障发出的信号经传输后能准确匹配接收端的需求
影响特性阻抗的因数
1) 介质介电常数,与特性阻抗值成反比(Er)
2)线路层与接地层(或外层)间介质厚度,与特性阻抗值成正比(H)
3) 阻抗线线底宽度(下端W1);线面(上端W2)宽度,与特性阻抗成反比。
4) 铜厚,与特性阻抗值成反比(T)
5) 相邻线路与线路之间的间距,与特性阻抗值成正比(差分阻抗)(S)
6) 基材阻焊厚度,与阻抗值成反比(C)
B、模型分类
阻抗线可分为6类:
1、单端阻抗线
2、差分阻抗线
3、单端共面地阻抗线
4、差分共面地阻抗线
5、层间差分阻抗线(包含:异层差分)
6、共模阻抗
外层单端外层差分
外层单端共面地
外
层
差
分
共
面
地常见的几种阻抗模型
内层单端[两面屏蔽]内层差分[两面屏蔽]
内层单端共面地[两面屏蔽]内层差分共面地[两面屏蔽]
特殊的阻抗模型层
间
差
分
各类阻抗线在实际PCB文件中的效果图
各类阻抗线在实际PCB文件中的效果图
各类阻抗线在实际PCB文件中的效果图
深圳拓普西科技有限公司
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Mar, 2014Tuopx Co., Ltd. Confidential Slide 11。