PCB叠层及阻抗控制关键因素
阻抗計算：
1. 介電常數Er
Er（介電常數）就目前而言通常情況下選用的材料為FR-4，該種材料的Er特性為隨著加載頻率的不同而變化，一般情況下Er的分水嶺默認為1GHZ（高頻）。目前材料廠商能夠承諾的指標<5.4（1MHz)，根據我們實際加工的經驗，在使用頻率為1GHZ以下的其Er認為4．2左右。1.5—2.0GHZ的使用頻率其仍有下降的空間。故設計時如有阻抗的要求則須考慮該產品的當時的使用頻率。
我們在長期的加工和研發的過程中針對不同的廠商已經摸索出一定的規律和計算公式。
2. 介質層厚度H
H（介質層厚度）該因素對阻抗控制的影響最大故設計中如對阻抗的寬容度很小的話，則該部分的設計應力求準確 ，FR-4的H的組成是由各種半固化片組合而成的（包括內層芯板），一般情況下常用的半固化片為：
3.線寬W
對于W1、W2的說明：
?
| ?W1 |
| ?W |
?
\s
| ? | |
| ? |
?
?
?
?
此處的W=W1，W1=W2.
規則：W1=W-A
W—-設計線寬
A—–Etch loss (見上表)
走線上下寬度不一致的原因是：PCB板制造過程中是從上到下而腐蝕，因此腐蝕出來的線呈梯形。
4.綠油厚度： 因綠油厚度對阻抗影響較小，故假定為定值0.5mil。
5.銅箔厚度
外層銅箔和內層銅箔的原始厚度規格，一般有0.5OZ、1OZ、2OZ(1OZ約為35um或1.4mil)三種，但經過一系列表面處理后，外層銅箔的最終厚度一般會增加將近1 OZ左右。內層銅箔即為芯板兩面的包銅，其最終厚度與原始厚度相差很小，但由于蝕刻的原因，一般會減少幾個um。
表層銅箔：
可以使用的表層銅箔材料厚度有三種：12um、18um和35um。加工完成后的最終厚度大約是44um、50um和67um，大致相當于銅厚1 OZ、1.5 OZ、2 OZ。注意：在用阻抗計算軟件進行阻抗控制時，外層的銅厚沒有0.5 OZ的值。
走線厚度T與該層的銅厚有對應關系，具體如下：
| 銅厚(Base copper thk) | COPPER THICKNESS(T) | |
| For inner layer | For outer layer | |
| H OZ(Half 0.5 OZ) | 0.6 MIL | 1.8 MIL |
| 1 OZ | 1.2MIL | 2.5MIL |
| 2 OZ | 2.4MIL | 3.6MIL |
?
銅箔厚度單位轉換：
?
?
| 銅箔厚度（um） | 銅箔厚度（mil） | 銅箔厚度（OZ） |
| 18um | 0.7mil | 0.5 OZ |
| 35um | 1.4 | 1 OZ |
| ? | ? | ? |
Oz 本來是重量的單位Oz(盎司ang si )=28.3 g(克)
在疊層里面是這么定義的,在一平方英尺的面積上鋪一盎司的銅的厚度為1Oz,對應的單位如下
?
?
?
?
?
?
0.13mm(5.1mil)厚度的Core（銅箔的厚度35/35um）的厚度分布：
| 層分布 | 厚度（mm/mil） |
| 表層銅箔 | 0.035mm/1.4mil |
| 中間PP(FR4) | 0.06mm/2.4mil |
| 底層銅箔 | 0.035mm/1.4mil |
?0.21mm(8.3mil)厚度的Core（銅箔的厚度35/35um）的厚度分布：
| 層分布 | 厚度（mm/mil） |
| 表層銅箔 | 0.035mm/1.4mil |
| 中間PP(FR4) | 0.14mm/5.6mil |
| 底層銅箔 | 0.035mm/1.4mil |
半固化片：
規格（原始厚度）有7628（0.185mm/7.4mil），2116（0.105mm/4.2mil），1080（0.075mm/3mil），3313（0.095mm/4mil ），實際壓制完成后的厚度通常會比原始值小10-15um左右（即0.5-1mil），7628（7.4mil）
?
?
6.廠家提供的PCB參數：
不同的印制板廠，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：
（1）表層銅箔：
可以使用的表層銅箔材料厚度有三種：12um、18um和35um。加工完成后的最終厚度大約是44um、50um和67um。
（2）芯板：
我們常用的板材是S1141A，標準的FR-4，兩面包銅，可選用的規格可與廠家聯系確定。
（3）半固化片：
規格（原始厚度）有7628（0.185mm），2116（0.105mm），1080（0.075mm），3313（0.095mm ），實際壓制完成后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個半固化片的厚度不能都相同，最少可以只用一個半固化片，但有的廠家要求必須至少使用兩個。如果半固化片的厚度不夠，可以把芯板兩面的銅箔蝕刻掉，再在兩面用半固化片粘連，這樣可以實現較厚的浸潤層。
（4）阻焊層：
銅箔上面的阻焊層厚度C2≈8-10um，表面無銅箔區域的阻焊層厚度C1根據表面銅厚的不同而不同，當表面銅厚為45um時C1≈13-15um，當表面銅厚為70um時C1≈17-18um。
（5）導線橫截面：
以前我一直以為導線的橫截面是一個矩形，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，那么其上底邊約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系。
（6）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，并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，由于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。
2．PCB的參數：
?? 不同的印制板廠，PCB的參數會有細微的差異，需要與電路板廠的工程師溝通，得到該廠的一些參數數據，主要是介電常數和阻焊層厚度兩個參數各個板廠會有差別。
（1）表層銅箔：
可以使用的表層銅箔材料厚度有三種：12um、18um和35um。加工完成后的最終厚度大約是44um、50um和67um，大致相當于銅厚1 OZ、1.5 OZ、2 OZ。注意：在用阻抗計算軟件進行阻抗控制時，外層的銅厚沒有0.5 OZ的值。
?（2）芯板：
我們常用的板材是S1141A，標準的FR-4，兩面包銅，可選用的規格可與廠家聯系確定。core的厚度一般有0.05MM,0.10MM,0.13MM,0.21MM,0.25MM,0.36MM,0.51MM.0.71mm,1.0MM,1.2MM,1.6MM.2.0MM等等.
core的厚度一般： 0.05MM,0.10MM,0.13MM,0.21MM,0.25MM,0.36MM,0.51MM.0.71mm,1.0MM,1.2MM,1.6MM.2.0MM 等
常用半固化片規格：7628（0.185mm），2116（0.105mm），1080（0.075mm），3313（0.095mm）
一般，芯板（core）厚度最小為2mils(正常為4mils)，6mils,8mils,10mil,12mils,16mils,20mil,24mils,28mils,33mils,36mil,47mils,59mils,這些都是通用的。半固化片（prepreg）種類為： 1080（68um-84um）,2116(110-140um)，7228(170-240um),這些為通用的。106（50-64um）,3313(95-105um)為不常用的，備料時間比較久，相應價格也會上升。
?
?（3）半固化片：
規格（原始厚度）有7628（0.185mm/7.4mil），2116（0.105mm/4.2mil），1080（0.075mm/3mil），3313（0.095mm/4mil ），實際壓制完成后的厚度通常會比原始值小10-15um左右（即0.5-1mil），因此疊層設計的最小介質層厚不得小于3mil。同一個浸潤層最多可以使用3個半固化片，而且3個半固化片的厚度不能都相同，最少可以只用一個半固化片，但有的廠家要求必須至少使用兩個。如果半固化片的厚度不夠，可以把芯板兩面的銅箔蝕刻掉，再在兩面用半固化片粘連，這樣可以實現較厚的浸潤層。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：
?
| 型號 | 厚度 | 介電常數 |
| 1080 | 2.8mil | 4.3 |
| 3313 | 3.8mil | 4.3 |
| 2116 | 4.5mil | 4.5 |
| 7628 | 6.8mil | 4.7 |
?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,并且隨著頻率的增加會減小。
(4)阻焊層(綠油層Solder Mask)：
銅箔上面的阻焊層厚度C2≈8-10um，表面無銅箔區域的阻焊層厚度C1根據表面銅厚的不同而不同，當表面銅厚為45um時C1≈13-15um，當表面銅厚為70um時C1≈17-18um，在用SI9000進行計算時，阻焊層的厚度取0.5OZ即可。
(5)導線橫截面：
由于銅箔腐蝕的關系，導線的橫截面不是一個矩形，實際上是一個梯形。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，那么其上底邊約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系。
| 線寬 | 銅厚（OZ） | 上線寬（mil） | 下線寬（mil） |
| 內層 | 0.5 | W-0.5 | W |
| 內層 | 1 | W-1 | W |
| 內層 | 2 | W-1.5 | W-1 |
| 外層 | 0.5 | W-1 | W |
| 外層 | 1 | W-0.8 | W-0.5 |
| 外層 | 2 | W-1.5 | W-1 |
?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的PCB叠层及阻抗控制关键因素的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 常见物质相对介电常数(室温，频率低于1k
- 下一篇： uefi模式下修改Intel网卡MAC地