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&&确定阻抗控制的要求,规范阻抗计算方法,拟定阻抗测试COUPON设计之准则,确保产品能够满足生产的需要及客户要求
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HDI PCB阻抗线路板工艺及阻抗板控制技术
HDI PCB阻抗线路板工艺技术在线路板厂家已经非常成熟,对于阻抗板的阻值控制技术还有待生产HDI PCB阻抗线路板的厂家继续探索,随着电子科学技术的发展不断进步,电子产品对电路板的设计要求也越来越高.对于如何保证HDI PCB阻抗线路板的各种电路信号(特别是高速信号)的完整性，也就是保证线路输出信号的质量，成为阻抗板控制技术的难题。此时，需要借助传输线理论进行分析，控制信号线的特征阻抗匹配成为关键，不严格的阻抗控制，将引发相当大的信号反射和信号失真，导致设计失败。常见的信号，如PCI总线、PCI-E总线、USB、以太网、DDR内存、LVDS信号等，均需要进行阻抗控制。下面将详细介绍影响HDI PCB阻抗线路板控制技术的相关问题及各项参数。 　　多层线路板的结构： 　　为了很好地对PCB进行阻抗控制，首先要了解PCB的结构： 　　通常我们所说的多层板是由芯板和半固化片互相层叠压合而成的，芯板是一种硬质的、有特定厚度的、两面包铜的板材，是构成印制板的基础材料。而半固化片构成所谓的浸润层，起到粘合芯板的作用，虽然也有一定的初始厚度，但是在压制过程中其厚度会发生一些变化。 　　通常多层板最外面的两个介质层都是浸润层，在这两层的外面使用单独的铜箔层作为外层铜箔。外层铜箔和内层铜箔的原始厚度规格，一般有0.5OZ、1OZ、2OZ（1OZ约为35um或1.4mil）三种，但经过一系列表面处理后，外层铜箔的最终厚度一般会增加将近1OZ左右。内层铜箔即为芯板两面的包铜，其最终厚度与原始厚度相差很小，但由于蚀刻的原因，一般会减少几个um。 　　多层板的最外层是阻焊层，就是我们常说的“绿油”，当然它也可以是黄色或者其它颜色。阻焊层的厚度一般不太容易准确确定，在表面无铜箔的区域比有铜箔的区域要稍厚一些，但因为缺少了铜箔的厚度，所以铜箔还是显得更突出，当我们用手指触摸印制板表面时就能感觉到。 　　当制作某一特定厚度的印制板时，一方面要求合理地选择各种材料的参数，另一方面，半固化片最终成型厚度也会比初始厚度小一些。下面是一个典型的6层板叠层结构：　六层线路板结构,六层HDI PCB阻抗线路板叠层结构图,这是一个六层盲埋孔电路板的设计叠层结构。　　PCB的参数： 　　不同的线路板厂，PCB的参数会有细微的差异，通过与上海嘉捷通电路板厂技术支持的沟通，得到该厂的一些参数数据： 　　表层铜箔： 　　可以使用的表层铜箔材料厚度有三种：12um、18um和35um。加工完成后的最终厚度大约是44um、50um和67um。 　　芯板：我们常用的板材是S1141A，标准的FR-4，两面包铜，可选用的规格可与厂家联系确定。 　　半固化片： 　　规格（原始厚度）有mm），mm），mm），mm ），实际压制完成后的厚度通常会比原始值小10-15um左右。同一个浸润层最多可以使用3个半固化片，而且3个半固化片的厚度不能都相同，最少可以只用一个半固化片，但有的厂家要求必须至少使用两个。如果半固化片的厚度不够，可以把芯板两面的铜箔蚀刻掉，再在两面用半固化片粘连，这样可以实现较厚的浸润层。 　　阻焊层： 　　铜箔上面的阻焊层厚度C2≈8-10um，表面无铜箔区域的阻焊层厚度C1根据表面铜厚的不同而不同，当表面铜厚为45um时C1≈13-15um，当表面铜厚为70um时C1≈17-18um。 　　导线横截面： 　　以前我一直以为导线的横截面是一个矩形，但实际上却是一个梯形。以TOP层为例，当铜箔厚度为1OZ时，梯形的上底边比下底边短1MIL。比如线宽5MIL，那么其上底边约4MIL，下底边5MIL。上下底边的差异和铜厚有关，下表是不同情况下梯形上下底的关系。HDI PCB阻抗线路板控制技术，多层HDI PCB阻抗线路板内层与外层的线宽线距与HDI PCB阻抗线路板计算软件匹配的相互关系。 　　介电常数：半固化片的介电常数与厚度有关，下表为不同型号的半固化片厚度和介电常数参数：　HDI PCB阻抗线路板的控制关键参数,阻抗板的基材厚度与基材的介电常数是影响HDI PCB阻抗线路板控制阻抗值的主要因素 　　板材的介电常数与其所用的树脂材料有关，FR4板材其介电常数为4.2—4.7，并且随着频率的增加会减小。 　　介质损耗因数：电介质材料在交变电场作用下，由于发热而消耗的能量称之谓介质损耗，通常以介质损耗因数tanδ表示。S1141A的典型值为0.015。 　　能确保加工的最小线宽和线距：4mil/4mil。阻抗计算的工具简介： 　　当我们了解了多层线路板的结构并掌握了所需要的参数后，就可以通过EDA软件来计算阻抗。可以使用Allegro来计算，但这里我向大家推荐另一个工具Polar SI9000，这是一个很好的计算特征阻抗的工具，现在很多印刷线路板厂都在用这个软件。 　　无论是差分线还是单端线，当计算内层信号的特征阻抗时，你会发现Polar SI9000的计算结果与Allegro仅存在着微小的差距，这跟一些细节上的处理有关，比如说导线横截面的形状。但如果是计算表层信号的特征阻抗，我建议你选择Coated模型，而不是Surface模型，因为这类模型考虑了阻焊层的存在，所以结果会更准确。下图是用Polar SI9000计算在考虑阻焊层的情况下表层差分线阻抗的部分截图： HDI PCB阻抗线路板计算阻抗的常用软件Polar SI9000是目前最普遍也是线路板厂家最实用的阻抗控制计算软件。 　　PCB板在实际的生产加工过程中,由于HDI PCB阻抗线路板的阻焊层的厚度不易控制，所以也可以根据印刷电路板厂的建议，使用一个近似的办法：在阻抗板计算软件Polar SI9000上的Surface模型计算的结果上减去一个特定的值：差分阻抗减去8欧姆，单端阻抗减去2欧姆.这样计算出来的阻抗值是最接近HDI PCB阻抗线路板需要控制的目标值。
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