PCB阻抗匹配总结
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做硬件工程师好几年,有最初的不做阻抗,到后面认为做阻抗是PCB厂家的事情,导致设计的pcb交给pcb厂家后重新修改修改布线,影响项目进度,下面把总结写在后面,以面再犯同样的错误。
做4层板,正片工艺,这样就对做半孔工艺带来加工不方便,半孔工艺会带来价格的增加,单价增加0.05元/cm2
1.6mm厚度的4层PCB板加工,建议做阻抗设计的时候按照1.5mm厚度进行设计,剩下0.1mm厚度留给工厂作为其他工艺要求用(后制诚厚度,绿油、丝印等)。
(1)满足我们TOP层及BOTTOM层5mil线宽单端阻抗控制为55ohm,见附图一;
(2)满足差分线阻抗为100ohm,见附图二
附图二
一般是通过调整层与层之间的填充(如FR-4)的厚度来满足整个板厚及阻抗控制(单端阻抗与填充厚度及导线宽度有关)的要求。
0.5OZ的铜相当于1.2mil ,1OZ的铜相当于1.9mil 。
4层板来说,第一、第二层的厚度和第三、第四层的厚度相同,这样平衡对称有利用PCB板加工和使用,放置翘板。
采用了外层1.7mil 内层1.4mil 的填充工艺。
采用外层1OZ,内存0.5OZ 的工艺。
附图一中H1为第一层、第二层的间距为3MIL 这样第三层、第四层也为3MIL; 整板厚度为1.6mm,取1.5mm 等于 60mil 。
叠层设计的厚度为:1.7+1.7+1.4+1.4+3+3+47.8,大致设计以后可以参考candece下面的计算,见附图三。
具体阻抗要求
还是以工厂为准。
附图三
差分阻抗比单端阻抗还要多一个影响参数间距,和要设置Coupling Type 对线的类型,参考附图二的trace separation 中S1 参数为 6.5mil ,allegro 计算如附图四。
附图四
总结:
线径越窄、电源/地越远、隔离层的阶电常数越低,特征阻抗就越大。
(1) 在相条件下,在同一个层面,阻抗值(单端、差分)和线宽成反比;(2) 在相条件下,在同一个层面,差分阻抗值和间距成正比;
(3) 在相条件下,阻抗和板厚成反比;
(4) allergro 计算阻抗相对于Polar Si8000 这样的专业软件还是误差比
较大,由于PCB的各个厂家工艺水平的不一样,计算出来的阻抗值有一定误差。
这样就要求我们设计PCB布线是要和PCB厂家的技术人员进行沟通,以免我们设计的板子制造出来不能满足我们设计的要求。
双面板阻抗差分100,板厚1.2mm,差分阻抗100欧
(5) trace宽度和电路板的叠层决定Trace特性;
(6) Trace和参考平面间的距离对阻抗和窜扰的影响:阻抗,随距离增加而增加;窜扰,随距离增加而增加
(7) Trace的阻抗依据下面的因素:
绝缘材料的介电常数:在布线层之间是否有平面层,在平面层的存在对于布线层间的窜扰起了重要作用;
绝缘材料的厚度;
Trace的宽度和厚度;
(8) Thanks。