PCB阻抗設(shè)計及Polar Si9000 PCB阻抗計算軟件的使用

依米大人 2025-04-23 發(fā)布于北京

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一、阻抗介紹

1、特性阻抗的定義：在某一頻率下，電子器件傳輸信號線中，相對某一參考層，其高頻信號或電磁波在傳播過程中所受的阻力稱之為特性阻抗，它是電阻抗，電感抗，電容抗……的一個矢量總和。

2、特性阻抗的分類：單端(線)阻抗、差分(動)阻抗、共面阻抗。

單端(線)阻抗：英文Single Ended Impedance ,指單根信號線測得的阻抗。

差分(動)阻抗：英文Differential?Impedance,指差分驅(qū)動時在兩條等寬等間距的傳輸線中測試到的阻抗。

共面阻抗：英文Coplanar?Impedance?,指信號線在其周圍GND/VCC(信號線到其兩側(cè)GND/VCC間距相等)之間傳輸時所測試到的阻抗。

3、需要阻抗設(shè)計的條件：當信號在PCB 導線中傳輸時，若導線的長度接近信號波長的1/7，此時的導線便成為信號傳輸線，一般信號傳輸線均需做阻抗控制。PCB 制作時，依客戶要求決定是否需管控阻抗，若客戶要求某一線寬需做阻抗控制，生產(chǎn)時則需管控該線寬的阻抗。

4、當信號在PCB 上傳輸時，PCB 板的特性阻抗必須與頭尾元件的電子阻抗相匹配，一但阻抗值超出公差，所傳出的信號能量將出現(xiàn)反射、散射、衰減或延誤等現(xiàn)象，從而導致信號不完整，信號失真。

5、阻抗的影響因素：

1）、Er：介質(zhì)介電常數(shù)，與阻抗值成反比，介電常數(shù)按新提供的《板材介電常數(shù)表》計算。

2）、H1，H2，H3...線路層與接地層間介質(zhì)厚度,與阻抗值成正比。

3）、W1:阻抗線線底寬度；W2:阻抗線線頂寬度,與阻抗成反比。
A:當內(nèi)層底銅為1oz 時W1=W2+0.5mil；當內(nèi)層底銅為2oz 時，W1=W2+1.2mil 。
B:外層底銅為1oz,W1=W2+1.2mil;當外層底銅為2oz 時,W1=W2+1.6mil。

4）、T:銅厚,與阻抗值成反比。
A：內(nèi)層為基板銅厚,Hoz 按15um 計算;1oz 按30um 計算;2oz 按65um 計算.
B:外層為銅箔厚度+鍍銅厚度,依據(jù)孔銅規(guī)格而定,當?shù)足~為Hoz,孔銅(平均20um，最小18um )時,表銅按45um 計算；孔銅（平均25um，最小20um）時，表銅按50um 計算；孔銅單點最小25um 時，表銅按55um 計算。
C:當?shù)足~為1oz,孔銅(平均20um，最小18um )時,表銅按55um 計算；孔銅（平均25um，最小20um）時，表銅按60um 計算；孔銅單點最小25um時，表銅按65um 計算。

5）、S:相鄰線路與線路之間的間距,與阻抗值成正比（差動阻抗）。

6）、C1:基材阻焊厚度,與阻抗值成反比；
C2:線面阻焊厚度,與阻抗值成反比；
C3:線間阻焊厚度,與阻抗值成反比；
CEr:阻焊介電常數(shù)，與阻抗值成反比。
A:印一次阻焊油墨，C1 值為30um ，C2 值為12um ，C3 值為30um。
B:印兩次阻焊油墨，C1 值為60um ，C2 值為25um ，C3 值為60um。
C:Cer(阻焊介電常數(shù)):按3.4 計算。

6、阻抗設(shè)計流程：