中心議題：

• PCB的結構簡介
• PCB的參數分析

解決方案：

• 表層銅箔厚度
• 芯板型號
• 導線橫截麵寬度

隨著電路設計日趨複雜和高速，如何保證各種信號（特別是高速信號）完wan整zheng性xing
，也ye就jiu是shi保bao證zheng信xin號hao質zhi量liang
，成cheng為wei難nan題ti。此ci時shi，需xu要yao借jie助zhu傳chuan輸shu線xian理li論lun進jin行xing分fen析xi，控kong製zhi信xin號hao線xian的de特te征zheng阻zu抗kang匹pi配pei成cheng為wei關guan鍵jian
，不bu嚴yan格ge的de阻zu抗kang控kong製zhi
，將jiang引yin發fa相xiang當dang大da的de信xin號hao反fan射she和he信xin號hao失shi真zhen，導dao致zhi設she計ji失shi敗bai。常chang見jian的de信xin號hao，如ruPCI總線、PCI-E總線、USB
、以太網、DDR內存、LVDS信號等，均需要進行阻抗控製。阻抗控製最終需要通過PCB設計實現，對PCB板工藝也提出更高要求，經過與PCB廠的溝通，並結合EDA軟件的使用
，我對這個問題有了一些粗淺的認識，願和大家分享。

多層板的結構：

為了很好地對PCB進行阻抗控製
，首先要了解PCB的結構：

通常我們所說的多層板是由芯板和半固化片互相層疊壓合而成的，芯板是一種硬質的、有特定厚度的、兩liang麵mian包bao銅tong的de板ban材cai，是shi構gou成cheng印yin製zhi板ban的de基ji礎chu材cai料liao。而er半ban固gu化hua片pian構gou成cheng所suo謂wei的de浸jin潤run層ceng
，起qi到dao粘zhan合he芯xin板ban的de作zuo用yong，雖sui然ran也ye有you一yi定ding的de初chu始shi厚hou度du
，但dan是shi在zai壓ya製zhi過guo程cheng中zhong其qi厚hou度du會hui發fa生sheng一yi些xie變bian化hua。

tongchangduocengbanzuiwaimiandelianggejiezhicengdoushijinrunceng，zaizheliangcengdewaimianshiyongdandudetongbocengzuoweiwaicengtongbo。waicengtongboheneicengtongbodeyuanshihouduguige
，yibanyou0.5OZ
、1OZ
、2OZ（1OZ約為35um或1.4mil）三種，但經過一係列表麵處理後，外層銅箔的最終厚度一般會增加將近1OZ左右。內層銅箔即為芯板兩麵的包銅，其最終厚度與原始厚度相差很小，但由於蝕刻的原因
，一般會減少幾個um。

多層板的最外層是阻焊層

，就是我們常說的“綠油”，當dang然ran它ta也ye可ke以yi是shi黃huang色se或huo者zhe其qi它ta顏yan色se。阻zu焊han層ceng的de厚hou度du一yi般ban不bu太tai容rong易yi準zhun確que確que定ding，在zai表biao麵mian無wu銅tong箔bo的de區qu域yu比bi有you銅tong箔bo的de區qu域yu要yao稍shao厚hou一yi些xie，但dan因yin為wei缺que少shao了le銅tong箔bo的de厚hou度du，所suo以yi銅tong箔bo還hai是shi顯xian得de更geng突tu出chu，當dang我wo們men用yong手shou指zhi觸chu摸mo印yin製zhi板ban表biao麵mian時shi就jiu能neng感gan覺jiao到dao。

dangzhizuomouyitedinghoududeyinzhibanshi，yifangmianyaoqiuhelidixuanzegezhongcailiaodecanshu
，lingyifangmian，banguhuapianzuizhongchengxinghouduyehuibichushihouduxiaoyixie。xiamianshiyigedianxingde6層板疊層結構：

 

PCB的參數：

不同的印製板廠
，PCB的參數會有細微的差異，通過與上海嘉捷通電路板廠技術支持的溝通，得到該廠的一些參數數據：

表層銅箔：

可以使用的表層銅箔材料厚度有三種：12um
、18um和35um。加工完成後的最終厚度大約是44um、50um和67um。

芯板：

我們常用的板材是S1141A，標準的FR-4，兩麵包銅，可選用的規格可與廠家聯係確定。
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半固化片：

規格（原始厚度）有7628（0.185mm），2116（0.105mm）
，1080（0.075mm）
，3313（0.095mm），實際壓製完成後的厚度通常會比原始值小10-15um左右。同一個浸潤層最多可以使用3個半固化片
，而且3個ge半ban固gu化hua片pian的de厚hou度du不bu能neng都dou相xiang同tong，最zui少shao可ke以yi隻zhi用yong一yi個ge半ban固gu化hua片pian，但dan有you的de廠chang家jia要yao求qiu必bi須xu至zhi少shao使shi用yong兩liang個ge。如ru果guo半ban固gu化hua片pian的de厚hou度du不bu夠gou，可ke以yi把ba芯xin板ban兩liang麵mian的de銅tong箔bo蝕shi刻ke掉diao
，再zai在zai兩liang麵mian用yong半ban固gu化hua片pian粘zhan連lian，這zhe樣yang可ke以yi實shi現xian較jiao厚hou的de浸jin潤run層ceng。

阻焊層：

銅箔上麵的阻焊層厚度C2≈8-10um
，表麵無銅箔區域的阻焊層厚度C1根據表麵銅厚的不同而不同
，當表麵銅厚為45um時C1≈13-15um，當表麵銅厚為70um時C1≈17-18um。

導線橫截麵：

以前我一直以為導線的橫截麵是一個矩形，但實際上卻是一個梯形。以TOP層為例
，當銅箔厚度為1OZ時，梯形的上底邊比下底邊短1MIL。比如線寬5MIL，那麼其上底邊約4MIL，下底邊5MIL。上下底邊的差異和銅厚有關，下表是不同情況下梯形上下底的關係。



介電常數：半固化片的介電常數與厚度有關，下表為不同型號的半固化片厚度和介電常數參數：


板材的介電常數與其所用的樹脂材料有關，FR4板材其介電常數為4.2—4.7，並且隨著頻率的增加會減小。

介質損耗因數：電介質材料在交變電場作用下，由於發熱而消耗的能量稱之謂介質損耗，通常以介質損耗因數tanδ表示。S1141A的典型值為0.015。

能確保加工的最小線寬和線距：4mil/4mil。

隨著電路設計日趨複雜和高速

，如何保證各種信號（特別是高速信號）完wan整zheng性xing，也ye就jiu是shi保bao證zheng信xin號hao質zhi量liang，成cheng為wei難nan題ti。此ci時shi，需xu要yao借jie助zhu傳chuan輸shu線xian理li論lun進jin行xing分fen析xi，控kong製zhi信xin號hao線xian的de特te征zheng阻zu抗kang匹pi配pei成cheng為wei關guan鍵jian，不bu嚴yan格ge的de阻zu抗kang控kong製zhi，將jiang引yin發fa相xiang當dang大da的de信xin號hao反fan射she和he信xin號hao失shi真zhen，導dao致zhi設she計ji失shi敗bai。常chang見jian的de信xin號hao，如ruPCI總線、PCI-E總線
、USB
、以太網

、DDR內存、LVDS信號等
，均需要進行阻抗控製。阻抗控製最終需要通過PCB設計實現
，對PCB板工藝也提出更高要求，經過與PCB廠的溝通，並結合EDA軟件的使用，我對這個問題有了一些粗淺的認識，願和大家分享。

阻抗計算的工具簡介：

當我們了解了多層板的結構並掌握了所需要的參數後，就可以通過EDA軟件來計算阻抗。可以使用Allegro來計算，但這裏我向大家推薦另一個工具PolarSI9000

，這是一個很好的計算特征阻抗的工具


，現在很多印製板廠都在用這個軟件。

無論是差分線還是單端線，當計算內層信號的特征阻抗時，你會發現PolarSI9000的計算結果與Allegro僅存在著微小的差距，這跟一些細節上的處理有關
，比如說導線橫截麵的形狀。但如果是計算表層信號的特征阻抗，我建議你選擇Coated模型，而不是SuRFace模型
，因為這類模型考慮了阻焊層的存在
，所以結果會更準確。下圖是用PolarSI9000計算在考慮阻焊層的情況下表層差分線阻抗的部分截圖：



由於阻焊層的厚度不易控製，所以也可以根據板廠的建議，使用一個近似的辦法：在Surface模型計算的結果上減去一個特定的值
，我建議差分阻抗減去8歐姆
，單端阻抗減去2歐姆。