浅谈PCB的阻抗控制结构

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浅谈PCB阻抗控制的影响结构
随着PCB电路板设计日趋复杂，5G产品的民用化，智能产品高速设计的普遍化，如何各种信号（特别是高速信号）完整性，也就是信号传输的质量，成为难题。此时，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、USB、以太网、DDR内存、LVDS信号等，均需要进行阻抗控制。阻抗控制终需要通过PCB设计实现，对PCB板工艺也提出更高要求，下单时需要与PCB厂沟通，因为每一家工厂使用的材料，制程能力均不同。　　
多层板的结构：
　　为了很好地对PCB进行阻抗控制，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、两面覆铜的板材，是构成印制板的基础材料。而半固化片构成所谓的粘接层，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。
　　通常多层板外面的两个介质层都是粘接层，在这两层的外面使用单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0.33oZ 、0.5oZ、1oZ、2oZ四种，但经过一系列表面处理后，外层铜箔的终厚度一般会增加将近1oZ左右。内层铜箔即为芯板两面的覆铜，其终厚度与原始厚度相差很小，但由于生产流程的原因，一般会减少几个um。
　　多层板的外层是阻焊层，就是我们常说的“绿油”，当然它也可以是蓝色或者其它颜色。阻焊层的厚度有一定的公差，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，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，半固化片终成型厚度也会比初始厚度小一些。
PCB的参数：
　　不同的印制板厂，PCB的参数会有细微的差异，通过与深圳健翔升电路的技术支持的沟通，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。加工完成后的终厚度大约是44um、50um和67um。
　　芯板：我们常用的板材是S1000H，标准的FR-4，两面覆铜，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7628（0.185mm），2116（0.105mm），1080（0.075mm），3313（0.095mm ），实际压制完成后的厚度通常会比原始值小10-15um左右。同一个粘接层多可以使用3个半固化片，而且3个半固化片的厚度不能都相同，少可以只用一个半固化片，但有的厂家要求至少使用两个。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粘接层。
　　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。
　　介电常数：半固化片的介电常数与厚度有关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。S1000H的典型值为0.015。
　　能确保加工的小线宽和线距：2.5mil/2.5mil。