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影响PCB的特性阻抗因素及对策

2013-12-09 11:36
潇纵
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  3 导线宽度及厚度的影响

  导线宽度是影响特性阻抗变化的主要参数之一。

  当导线宽度改变0.025mm时.就会引起阻抗值相应的变化5~6Ω。而在实际生产中如果控制阻抗的信号线面使用18um铜箔,可允许的导线宽度变化公差为±0.015mm。如果控制阻抗的变化公差为35um铜箔,可允许的导线宽度变化公差为±0.003 mm。由此可见.生产中所允许的导线宽度变化会导致阻抗值发生很大的改变。导线的宽度是设计者根据多种设计要求确定的.它既要满足导线载流量和温升的要求.又要得到所期望的阻抗值。这就要求生产者在生产中应该保证线宽符合设计要求,并使其变化在公差范围内.以适应阻抗的要求。

  导线厚度也是根据导体所要求的载流量以及允许的温升确定的。在生产中为了满足使用要求.镀层厚度一般平均为25um。导线厚度等于铜箔厚度加上镀层厚度。需要注意的是电镀前一度要保证导线表面清洁,不应粘有残余物和修板油黑,而导致电镀时铜没有镀上.使局部导线厚度发生变化.影响特性阻抗值。另外,在刷板过程中,一定要小心操作,不要因此而改变了导线厚度,导致阻抗值发生变化。

  4 介质厚度(h)的影响

  从公式(1)中可看出,特性阻抗Z0是与介质厚度的自然对数成正比的,因而可知介质厚度越厚,其Z0越大.所以介质厚度是影响特性阻值的另一个主要因素。因为导线宽度和材料的介电常数在生产前就已经确定.导线厚度工艺要求也可作为一个定值.所以控制层压厚度(介质厚度)是生产中控制特性阻抗的主要手段。特性阻抗值与介质厚度变化之间的关系。当介质厚度改变0.025mm时.就会引起阻抗值相应的变化+5~8Ω。而在实际生产过程中.所允许的每层层压厚度变化将导致阻抗值发生很大的改变。在实际生产中是选用不同型号的半固化片作为绝缘介质.根据半固化片的数量确定绝缘介质的厚度。以表面微带线为例,确定相应工作频率下绝缘材料的介电常数,然后利用公式计算出相应的Z0,再根据用户提出的导线宽度值和计算值Z0,查出相对应的介质厚度,然后根据所选用的覆铜板和铜箔的厚度确定半固化片的型号和张数。

  微带线结构的设计比起带状线设计时,在相同介质厚度和材料下,具有较高的特性阻抗值.一般要大20~40Ω。因此.对高频和高速数字信号传输大多采用微带线结构的设计。同时.特性阻抗值将随着介质厚度的增加而增大。所以.对于特性阻抗值严格控制的高频线路来说.对覆铜板的介质厚度的误差应提出严格要求,一般来说,其介质厚度变化不超过10%。对于多层板来说.介质厚度还是个加工因素.特别是与多层层压加工密切相关.因此.也应严密加以控制。

  5 结论

  在实际生产中,导线的宽度、厚度、绝缘材料的介电常数和绝缘介质厚度的稍微改变都会引起特性阻抗值发生变化.另外特性阻抗值还会与其它生产因素有关,所以,为了实现对特性阻抗的控制,生产者必须了解影响特性阻抗值变化的因素,掌握实际生产条件,根据设计者提出的要求,调整各个工艺参数,使其变化在所允许的公差范围内,以得到期望的阻抗值。

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