1.14 影响PCB特性阻抗的因素有哪些?
答:一般来说,影响PCB特性阻抗的因素有介质厚度H、铜厚T、线宽W、线距、层叠选取的材质的介电常数εr、阻焊厚度。
一般来说,介质厚度、线距越大,阻抗值越大;介电常数、铜厚、线宽、阻焊厚度越大,阻抗值越小。这些因素与特性阻抗的关系如图1-20所示。
图1-20 影响PCB特性阻抗分布图
(1)介质厚度。增加介质厚度可以提高阻抗,降低介质厚度可以减小阻抗。不同的半固化片有不同的胶含量与厚度,其压合后的厚度与压机的平整性、压板的程序有关。对所使用的任何一种板材,要取得其可生产的介质层厚度,工程设计、压板控制、来料公差等是关键。
(2)线宽。增加线宽,可减小阻抗,减小线宽可增大阻抗。走线的线宽值控制在±10%以内,这样才能较好地达到阻抗控制要求。信号线的缺口会影响整个测试波形,其单点阻抗偏高,使整个波形不平整。阻抗线不允许补线,其缺口不能超过走线线宽值的±10%。线宽主要通过蚀刻来控制。为了保证线宽,根据蚀刻侧蚀量、光绘误差、图形转移误差,对工程底片进行工艺补偿,达到线宽的要求。
(3)铜厚。减小线厚可增大阻抗,增加线厚可减小阻抗;线厚可通过图形电镀或选用相应厚度的基材铜箔来控制。对铜厚的控制要求均匀,对细线、孤立线的电路板加分流块,目的是平衡电流,防止线上的铜厚不均,影响阻抗对cs与ss面铜分布不均的情况;要对电路板进行交叉上板,以达到两面铜厚均匀的目的。
(4)介电常数。增加介电常数,可减小阻抗;减小介电常数,可增大阻抗。介电常数主要通过材料来控制。不同板材其介电常数不一样,其与所用的树脂材料有关:FR4板材介电常数为3.9~4.5,它会随使用频率的增加而减小;聚四氟乙烯板材介电常数为2.2~3.9。
(5)阻焊厚度。印上阻焊会使外层阻抗减少。正常情况下,印刷一遍阻焊可使单端下降2Ω,可使差分下降8Ω;印刷2遍的下降值为一遍时的2倍;当印刷3遍以上时,阻抗值不再变化。