多层高速PCB设计学习笔记（五）四层板实战（下）之阻抗控制计算（SI9000）

系列文章目录

多层高速PCB设计学习（一）初探基本知识（附单层设计补充）

多层高速PCB设计学习笔记（二）基本设计原则及EMC分析

多层高速PCB设计学习笔记（三） GND的种类及PCB中GND布线实战

多层高速PCB设计学习笔记（四）四层板实战（上）之常见模块要求

多层高速PCB设计学习笔记（五）四层板实战（下）之阻抗控制计算（SI9000）

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继续嘉立创和凡亿教育的培训学习

板材知识点补充

参考华秋DFM的实用案例规范

板材选型

Tg值

Tg值：板材玻璃转换温度，在温度达到Tg点时，板材回软化，急剧降低机械强度和电气性能。常见Tg135℃、Tg140°℃、Tg150°℃、Tg170℃.Tg180°℃,其中Tg150°C为中Tg, Tg170°℃以上为高Tg。

板材类别

PCB板材有FR-4、CEM-3、CEM-1、22F、94VO、94HB,其中最常用的板材是FR-4。

• FR-4∶环氧玻璃纤维覆铜板(应用于军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车、航空电路等电子产品)。
• CEM-3:双面复合基板(经济性板材,属于最低端双面的玻纤板)。
• CEM-1:单面复合基板(只有一层玻璃纤维,机械强度略低,普通LED灯板上应用比较常见)。
• 22F:单面半玻纤板(早年的电视遥控器、游戏机手柄上使用到,现在制板厂家基本不配备此板材)。
• 94VO:阻燃型纸板。
• 94HB:非阻燃型普通纸板。

板材的阻燃等级

阻燃等级可以划分为UL94V-0、UL94V-1、UL94V-2、UL94V-HB四种

• 阻燃型：UL94-VO、UL94-V1、UL94-V2
• 非阻燃型：UL94-HB级

生产PCB覆铜板的厂家有建滔、生益、金安国纪、华正新材、南亚、联茂、斗山、三菱、松下、Arlon、Nelco、Rogers、Tanconic、 Polyflon等,其中排名第一的建滔化工集团是全球用量最大的覆铜板生产商,排名第二的是生益科技。
高端板材生产商选生益，价格略贵，其次选建滔。

出货方式

单片出货和连片出货，连片就相当于拼板，有利于后期贴片焊接。
工艺边是在PCB板两边或四周的辅助边, PCBA生产完成后可以拆除。其作用是为贴片焊接时留出位置,防止在导轨传输过程中撞到板内的物料。（3-5mm）

板材厚度

PCB标准板厚有:0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm等。PCB板厚度受结构及性能的影响,在应用中会不同的厚度,其中1.6mm板厚在所以产品中使用最多。

过孔覆盖

过孔盖油作用时绝缘，在样板制作时，为了方便测试可以开窗。

表面处理工艺

PCB板的表面工艺有沉金、喷锡、OSP、镀金、沉锡、沉银、镍钯金等,其作用防止焊盘铜面裸露于空气中造成氧化,能保证PCB板良好的可焊性。

电镀金：耐磨性强。适合做经常拔插的PCI卡板，各种金手指

线宽

线宽为导线宽度,其大小与载流大小相关，导线宽度过小会影响生产良率,普通PCB板线宽建议≥6mil,密集区线宽≥4mi,极限线宽3.5mil。

线距

线距为两导线之间的间隙,其大小与信号干扰及生产腐蚀相关,导线间隙过小会影响生产良率，普通PCB板线距建议≥ 6mil,密集区线距≥4mi,极限线距3.5mil。

之后学一下用华秋DFM分析PCB，我试着导入一个看了看，还是有很多问题的

阻抗计算

基本知识点

计算阻抗条件：板厚、层数、基板材料、表面工艺、阻抗值、阻抗公差、铜厚。

一般介质厚度、线距越大阻抗值越大；介电常数、铜厚、线宽、阻焊厚度越大阻抗值越小。

• H：介质厚度：越厚阻抗越高（与工程设计、压板控制、来料公差有关 ）

• W：线宽：越宽阻抗越小，如下图，线是梯形的，所以w1相当下线宽，w2是上线宽，差一个mil（因为是蚀刻药水表面和下面接触效果不一样），w1接触的是芯板，所以软件中（见下）H1是芯板厚度。
  

• T：铜厚：越薄阻抗越大

• Er：介电常数：越小阻抗越大，FR4：3.9-4.5，会随着使用频率变化。聚四氟乙烯：2.2-3.9

• 阻焊厚度：印刷一遍阻焊（绿油）可使单端下降2欧姆，差分下降8欧姆，印刷两倍下降值为两倍，印刷三次阻抗值就不变了。

SI9000使用（控50欧姆例子）

例如在上次的学习中，SDRAM控制50欧姆的阻抗。
常见四层板的模型：


介电常数根据下图,普通的3313是3.85

线宽选择5.5，上线宽是5，下线宽是6

T1根据采用的是0.5oz（18mm）的厚度，参考下图是外层2.2mil（一般是越厚越难生产）

下图是铜厚线宽的对应载流大小

由于要刷一层绿油，降低2欧姆，所以大概控制在52欧姆。

下单时这个铜厚可能有一些问题，要在下面的阻抗计算神器里面选择不同的层压结构，里面还有pp片的种类等等