淺談PCB的阻抗

摘要：隨著信號傳送速度快速的提高，對印刷電路板也提出了更高的要求。印刷電路板提供的電路性能必須能夠使信號在傳輸過程中不發(fā)生反射現(xiàn)象，信號保持完整，降低傳輸損耗，起到匹配阻抗的作用，這樣才能得到完整、可靠、精確、無干擾、噪音的傳輸信號。

關(guān)鍵詞：影響阻抗的因素阻抗的計算

世界電子工業(yè)領(lǐng)域發(fā)生的技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，為印刷電路的發(fā)展帶來了新機(jī)遇和挑戰(zhàn)。印刷電路隨著電子設(shè)備的小型化、數(shù)字化、高頻化等發(fā)展，PCB中的金屬導(dǎo)線起了信號傳輸線的作用。對高頻信號和高速數(shù)字信號的傳輸用PCB的電氣測試。不僅要測量電路的通、斷和短路等是否符合要求，還應(yīng)測量特性阻抗值是否在規(guī)定的合格范圍內(nèi)。

1 阻抗類別

阻抗分特性阻抗和差動阻抗兩大類。

2 阻抗影響之因素

2.1 線寬：當(dāng)線寬增加時，特性阻抗減小。

2.2 線厚：當(dāng)線厚增加時，特性阻抗減小。

2.3 介質(zhì)厚度：當(dāng)介質(zhì)厚度增加時，特性阻抗增加。

其中介質(zhì)常數(shù)由原材料決定；線路厚度由原材料或制程能力決定；線寬有制程能力決定；防焊厚度由原材料及厚度決定。Z與時間的關(guān)系如圖1所示。

在控制阻抗時要注意：介質(zhì)層厚度的公差一般還要考慮是用什么樣的半固化膠片，大多數(shù)情況是正負(fù)0.4左右。壓合介質(zhì)層的大小跟特性阻抗影響不是很大，只要不出現(xiàn)壓合是兩面的介質(zhì)層相差太離譜就不會影響很大。主要是跟阻抗線的線寬有關(guān)系，線寬越寬阻抗就會越小。

3 阻抗計算公式

特性阻抗的計算公式為：Z0=87/SQRT(εr+1.14)*1n[(5.98h)/(0.8w+t)]；

其中Z0：印刷導(dǎo)線的特性阻抗；εr：絕緣材料的介電常數(shù)； h/A：印刷導(dǎo)線與基準(zhǔn)面之間的介質(zhì)厚度；w：印刷導(dǎo)線的寬度；t ：印刷導(dǎo)線的厚度。

4 各影響因素對阻抗影響的比例

各影響因素對阻抗影響的比例如圖2所示。

多層板用基板材料的絕緣厚度的精度的高低，對Z0精度控制是最重要的影響因素。其次是導(dǎo)體的寬度。

5 TDR比較表

6 結(jié)束語

當(dāng)選定基板材料類型和完成線路的PCB設(shè)計后，則預(yù)計的特性阻抗值已確定，但是真正要做到預(yù)計的特性阻抗或?qū)嶋H控制控制在預(yù)計的特性阻抗值的范圍內(nèi)，要通過PCB生產(chǎn)加工過程的管理與控制才能達(dá)到。PCB生產(chǎn)加工對Z0的影響之因素非常多，也很復(fù)雜。今后PCB的Z0控制必將成為PCB生產(chǎn)中最為突出和最大難題之一。

作者簡介：顧莉莉（1961—），女，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程師，研究方向：應(yīng)用電子。