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(ru)PCI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、liangmianbaotongdebancai
，shigouchengyinzhibandejichucailiao。erbanguhuapiangouchengsuoweidejinrunceng，qidaozhanhexinbandezuoyong，suiranyeyouyidingdechushihoudu，danshizaiyazhiguochengzhongqihouduhuifashengyixiebianhua。

通(tong)常(chang)多(duo)層(ceng)板(ban)最(zui)外(wai)麵(mian)的(de)兩(liang)個(ge)介(jie)質(zhi)層(ceng)都(dou)是(shi)浸(jin)潤(run)層(ceng)，在(zai)這(zhe)兩(liang)層(ceng)的(de)外(wai)麵(mian)使(shi)用(yong)單(dan)獨(du)的(de)銅(tong)箔(bo)層(ceng)作(zuo)為(wei)外(wai)層(ceng)銅(tong)箔(bo)。外(wai)層(ceng)銅(tong)箔(bo)和(he)內(nei)層(ceng)銅(tong)箔(bo)的(de)原(yuan)始(shi)厚(hou)度(du)規(gui)格(ge)，一(yi)般(ban)有(you)0.5OZ、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(ru)PCI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。