什么是阻抗线路板?

阻抗线路板,指的是需要进行阻抗控制的线路板。阻抗控制,指在一高频信号之下,某一线路层对其参考层,其信号在传输中产生的“阻力”须控制在额定范围,方可保证信号在传输过程中不失真。阻抗控制其实就是让系统中每一个部份都具有相同的阻抗值 ,即阻抗匹配。

目前大多数高速线路板,都有阻抗控制的要求。因此一个没有进行阻抗控制的板子,不能称为高速板。

那么线路板的阻抗与什么因素相关?

从PCB制造的角度来讲,影响阻抗和关键因素主要有:

-线宽(w),线宽增加阻抗变小。

-线距(s),距离增加阻抗增大。

-线厚(t),线厚增加阻抗变小。

-介质厚度(h),介质厚度越大,阻抗越大。

-介质常数(Dk),介电常数越大,阻抗越小。

 

注:其实阻焊也对阻抗有影响,只是由于阻焊层贴在介质上,导致介电常数增大,将此归于介电常数的影响,阻抗值大约会相应减少4%。

当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB设计之后,则特性阻抗值已确定,是真正要做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的范围内,只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到。

一博科技PCB板厂分别位于深圳及广东四会,可提供2-64层,从样品到批量的高多层PCB生产服务。我司有丰富的阻抗线路板打样及批量生产的经验,并投入了大量的人力物力来研究提高阻抗控制精度,在流程及关键操作上都有详细的阻抗控制指导。可根据客户的阻抗控制精度要求,制定相应的阻抗控制方案,以得到期望的阻抗值。

在设计中明明是满足阻抗要求,而生产时却超过其期望的阻抗,这是为什么呢?其实阻抗异常的主要原因有如下几种:

内层阻抗偏小的主要原因:

• 介质厚度:工程模拟阻抗计算的介质厚度与实际生产时的介质厚度相差太大。生产压合时因流胶过多,导致介质偏薄。压合时,受因内层残铜率和设备等因素的影响,PP流胶填充后,介质厚度降低,导致阻抗值降低。

• 成品铜厚过厚:因内层不电镀(酸性蚀刻),内层是用基铜1OZ做负片直蚀,最终成品铜厚1OZ会在1.1-1.3mil左右。如果蚀刻量不足,导致内层成品铜厚过偏厚,导致阻抗值偏低。

• 线宽过大:工程在制作时,因考虑板内的线宽线距对制程的影响,对线路的补偿过多或者是实际生产时,工厂的蚀刻因子控制不到位,蚀刻线设备蚀刻不足,导致成品线宽过大,导致阻抗值偏低。

外层阻抗偏小的主要原因:

• 介质厚度:工程模拟阻抗计算的介质厚度与实际生产时的介质厚度相差太大。在压合时受内层残铜率的影响,内层PP流胶损失较少,次外层的介质厚度偏厚,导致阻抗偏大。(因不知内层阻抗实际控制是在哪一层,这一点要辩证)

• 成品铜厚过小:因外层不采用碱性蚀刻工艺,正常是在基铜0.5OZ的基础上,采用全板电镀和图形电镀(button plateing)两次镀铜来满足成品铜厚的,实际成品铜厚在1.4-1.9mil之间。如果是因为线宽补偿后,间距小于4MIL,工厂通常会用1/3OZ基铜来电镀加厚,成品铜厚不足1.4MIL。外层成品铜厚较薄,导致阻抗偏高。

• 线宽过细:工程在制作时,因考虑板内的线宽线距对制程的影响,对线路的补偿过少或者是实际生产时,工厂的蚀刻因子控制不到位,蚀刻线设备过蚀,导致成品线宽过小,最终影响成品阻抗,导致阻抗值偏高。

• 阻焊厚度的偏薄,生产时油墨厚度印刷较薄,导致阻抗偏低。印上阻焊会使外层阻抗减少。正常情况下印刷一遍阻焊可使单端下降2欧姆,可使差分下降8欧姆,印刷2遍下降值为一遍时的2倍,当印刷3次以上时,阻抗值不再变化。