如何減少電路板的阻抗因素

印刷電路板提供的電路性能必須能夠使信號(hào)傳輸過程中不發(fā)生反射現(xiàn)象,信號(hào)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(wú)干擾、噪音的傳輸信號(hào)。特性阻抗與基板材料(覆銅板材)關(guān)系是非常密切的,故選擇基板材料在電路板設(shè)計(jì)中非常重要。

 影響特性阻抗的主要因素是:

 1、PCB線路板材料的介電常數(shù)及其影響阻抗電路板圖阻抗電路板圖

一般選用平均值即可滿足要求。信號(hào)在介質(zhì)材料中傳輸速度將隨著介質(zhì)常數(shù)增加而減小。因此要獲得高的信號(hào)傳輸速度必須降低材料的介質(zhì)常數(shù)。同時(shí)要獲得高的傳輸速度就必須采用高的特性阻值,而高的特性阻值必須選用低的介質(zhì)常數(shù)材料。

 2、導(dǎo)線寬度及厚度的影響

電路板生產(chǎn)中所允許的導(dǎo)線寬度變化會(huì)導(dǎo)致阻抗值發(fā)生很大的改變。導(dǎo)線的寬度是設(shè)計(jì)者根據(jù)多種設(shè)計(jì)要求確定的,它既要滿足導(dǎo)線載流量和溫升的要求,又要得到所期望的阻抗值。

這就要求電路板生產(chǎn)者在生產(chǎn)中應(yīng)該保證線寬符合設(shè)計(jì)要求,并使其變化在公差范圍內(nèi),以適應(yīng)阻抗的要求。導(dǎo)線厚度也是根據(jù)導(dǎo)體所要求的載流量以及允許的溫升確定的。在生產(chǎn)中為了滿足使用要求,鍍層厚度一般平均為25μm。導(dǎo)線厚度等于銅箔厚度加上鍍層厚度。需要注意的是電鍍前一度要保證導(dǎo)線表面清潔,不應(yīng)粘有殘余物和修板油黑,而導(dǎo)致電鍍時(shí)銅沒有鍍上,使局部導(dǎo)線厚度發(fā)生變化,影響特性阻抗值。另外,在刷板過程中,一定要小心操作,不要因此而改變了導(dǎo)線厚度,導(dǎo)致阻抗值發(fā)生變化。

 3、介質(zhì)厚度的影響

電路板特性阻抗與介質(zhì)厚度的自然對(duì)數(shù)成正比的,因而可知介質(zhì)厚度越厚,其阻抗越大,所以介質(zhì)厚度是影響特性阻值的另一個(gè)主要因素。因?yàn)閷?dǎo)線寬度和PCB線路板材料的介電常數(shù)在生產(chǎn)前就已經(jīng)確定,導(dǎo)線厚度工藝要求也可作為一個(gè)定值,所以控制層壓厚度(介質(zhì)厚度)是生產(chǎn)中控制特性阻抗的主要手段。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中,所允許的每層電路板層壓厚度變化將導(dǎo)致阻抗值發(fā)生很大的改變。在實(shí)際生產(chǎn)中是選用不同型號(hào)的半固化片作為絕緣介質(zhì),根據(jù)半固化片的數(shù)量確定絕緣介質(zhì)的厚度。

在相同介質(zhì)厚度和材料下,具有較高的特性阻抗值,一般要大20～40Ψ。因此,對(duì)高頻和高速數(shù)字信號(hào)傳輸大多采用微帶線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。同時(shí),特性阻抗值將隨著介質(zhì)厚度的增加而增大。所以,對(duì)于特性阻抗值嚴(yán)格控制的高頻線路來說,對(duì)覆銅板的介質(zhì)厚度的誤差應(yīng)提出嚴(yán)格要求,一般來說,其介質(zhì)厚度變化不超過10%。對(duì)于多層板來說,介質(zhì)厚度還是個(gè)加工因素,特別是與多層層壓加工密切相關(guān),因此,也應(yīng)嚴(yán)密加以控制。