0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

【干货讲解】四大因素解析:常规阻抗控制为什么只能是10%?

电子发烧友论坛 来源:未知 2023-06-27 08:10 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群


随着高速信号传输,对高速PCB设计提出了更高的要求,阻抗控制是高速PCB设计常规设计,PCB加工十几道工序会存在加工误差,当前常规板厂阻抗控制都是在10%的误差。理论上,这个数值是越小越好,为什么是10%?为什么不能进一步的把常规控制能力推到8%,甚至5%呢?


从设计上,在《阻抗板是否高可靠,华秋有话说》一文中有提及,由理论公式推导,阻抗与介质厚度、线宽、铜厚、介电常数、阻焊厚度等因素有关,但设计通常是理想值,从PCB加工工艺来讲,任何一道工序都会存在偏差,即所谓的制程公差,理论上讲实际值越接近理论值,最后阻抗公差就会越小,电子产品的电气性能就越优,产品可靠性越高。



综合这些阻抗影响因素,我们可以看到,本质上阻抗偏差与材料及加工过程有关。板材来料本身偏差、线路蚀刻偏差、层压带来的流胶率偏差,以及铜箔表面粗糙度、PP玻纤效应、介质的DF频变效应等都会对阻抗公差有影响。


一、覆铜板的来料偏差



据IPC-4101《刚性及多层印制板用基材规范》,覆铜板的厚度偏差分为两种,一种厚度公差包括金属箔的厚度,另一种不包括铜箔的芯板厚度。覆铜板(包括铜箔)厚度公差分三个等级(K、L和M),从K级至M级厚度偏差渐严。覆铜板(不包括铜箔)厚度偏差分四个等级(A、B、C、D),从A级至D级厚度偏差渐严。华秋严格选用生益/建滔 A 级 FR4板材,从源头上控制来料偏差,控制板材对阻抗公差的影响。



二、压合制程的介质偏差



压合是PCB多层板制造中最重要的工序之一,简言之,压合是指将铜箔、半固化片(PP片)和内层芯板,透过“热和压力”结合起来。通过压合工序后的PCB,需要符合一定的板厚、阻抗控制、电气绝缘性、层之间的结合性、尺寸稳定性、板材的平整性等要求。


这里我们可以看到,压合对阻抗公差一个重要影响因素就是介质厚度,即半固化片(PP片)的厚度。一般而言,板厂采购来的PP片,有一个初始厚度,这个初始厚度跟树脂含量(RC%)及玻璃布的型号相关,不同品牌PP片,含胶量和玻璃布厚度有一定的差异,从产品的稳定可靠而言,在满足客户需求的情况下,华秋PCB一般会选用固定的品牌厂商PP片,跟工厂压机形成一个相对稳定的参数关系,通过大量的过程数据,以确保PCB的压合质量。


而在实际的压合过程中,树脂在高温高压的情况下,会发生流动,多余的树脂(RF%)就会从层间溢出,剩余在层间的树脂厚度则为树脂实际厚度。


而PP填胶后的实际厚度计算如下:







PP压合后厚度= 单张PP理论厚度 – 填胶损失

填胶损失 = (1-A面内层铜箔残铜率)x内层铜箔厚度 + (1-B面内层铜箔残铜率)x内层铜箔厚度

内层残铜率=內层走线面积/整板面积



而阻抗控制的重要影响因素中,介电常数(Dk值)及介质厚度都有PP片决定,介电常数Dk值可由下列公式计算:


Dk=6.01-3.34R R: 树脂含量 %


综上,原材料PP片厚度存在固有的厚度的偏差,且经过压合的实际厚度也因为压合参数条件存在偏差的叠加,这些都会对最终的阻抗控制产生影响,阻抗公差控制在10%的范围已比较困难。


PP片以其玻璃布的型号区分,最常见的型号分别有7628、2116、1080,下表为各种PP片、树脂含量、厚度一览表:



三、蚀刻制程的线路偏差



PCB线路制程,一般会经过贴膜-曝光-显影-蚀刻-退膜这几道工序,线路蚀刻工序则会影响最终的线宽,从而影响阻抗控制。理论上,如果要精确地界定蚀刻的质量,那么必须保证线宽的一致性和侧蚀程度,即蚀刻因子(侧蚀宽度与蚀刻深度之比称为蚀刻因子)。


通常我们的蚀刻精度公差是10mil及以下的线宽按照+/-1mil来控制,10mil以上的线宽公差按+/-10%管控。线宽越小,蚀刻的精度公差越难控制。想要控制好线路精度及线宽一致性,PCB板厂一方面必须配备高品质的线路曝光机和真空蚀刻机,另一方面,还需要根据蚀刻侧蚀量、光绘误差、图形转移误差,对工程底片进行工艺补偿,以达到线宽/线厚的要求。华秋拥有高精度LDI曝光机及宇宙水平线,线宽公差可控制±15%以内(行业普标为±20%),最小线宽线距2.5/3.0 mil,蚀刻均匀品质高,线路精度及一致性更有保障。



四、阻焊偏差



阻焊,即在PCB表面不需焊接的线路和基材上涂上层防焊阻剂 (油墨) ,并起到阻焊绝缘、防止氧化、美化外观之作用。


阻焊油墨影响阻抗的因素主要是阻焊油墨的介电常数及覆盖阻抗线的阻焊油厚度两个因素。对于PCB板厂而言,一般使用油墨型号都是固定的,其介电常数的变化很小。只有在变换阻焊颜色时,介电常数才会有细小的变化。相对于介电常数,阻焊的油墨厚度对阻抗的影响最大。


一般情况下,印上阻焊会使外层阻抗减少,因此在控制阻抗误差时会考虑到阻焊的影响。正常情况下,印刷一遍阻焊可使单端下降2Ω,可使差分下降8Ω;印刷两遍下降值为一遍时的2倍;当印刷三次以上时,阻抗值不再变化。






影响阻抗误差的因素有很多,其中有的加工因素更是具有随机性,这便是阻抗误差难以做到5%的原因。因此,对一个产品的开发,可能更重要的不是从加工流程上去执着于10%、8%甚至5%的阻抗加工误差,而是把目光转到:从PCB上更优化的设计去获取更多的系统裕量,以抵抗加工误差。


华秋电路作为国内高可靠的多层板制造商,专注于多层板打样及中小批量,最高32层,HDI 1-3阶,持续为广大客户提供高可靠PCB。


《RK3588 PCB设计指导白皮书》免费下载持续中,关注“华秋电子”公众号,回复关键词“白皮书”即可下载








PCB限时打样钜惠福利


RK系列芯片方案打板专享钜惠,比同行低1200/款,如RK35885pcs价格609元,友商19XX


活动时间:5.11-6.30




欢迎广大客户

前来体验RK系列芯片打板服务

联系专属客服,领取优惠




关于华秋

华秋,成立于2011年,是全球领先的产业数字化智造平台,国家级高新技术企业。以“客户为中心,追求极致体验”为经营理念,布局了电子发烧友网、方案设计、元器件电商、PCB 制造、SMT 制造和 PCBA 制造等电子产业服务,已为全球 30万+客户提供了高品质、短交期、高性价比的一站式服务。


点击上方图片关注我们


原文标题:【干货讲解】四大因素解析:常规阻抗控制为什么只能是10%?

文章出处:【微信公众号:电子发烧友论坛】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

原文标题:【干货讲解】四大因素解析:常规阻抗控制为什么只能是10%?

文章出处:【微信号:gh_9b9470648b3c,微信公众号:电子发烧友论坛】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    贴片电阻的阻抗与什么因素有关?

    贴片电阻的阻抗(即交流电路中的综合阻抗,包含电阻、电感与电容的复合效应)受多种因素影响,这些因素可分为材料特性、几何结构、封装设计、环境条件及制造工艺五大类。以下是具体分析: 一、材料
    的头像 发表于 11-27 15:46 108次阅读
    贴片电阻的<b class='flag-5'>阻抗</b>与什么<b class='flag-5'>因素</b>有关?

    和而泰发布四大自研核心技术平台

    从智能家电到工业机器人,从新能源汽车到低空经济,和而泰的四大技术平台正在重新定义智能设备的"生命系统"。
    的头像 发表于 10-13 16:08 703次阅读

    星海SSxx系列肖特基二极管技术解析四大封装的参数特性与场景适配

    肖特基二极管凭借低正向导通压降(V_F)与短反向恢复时间(t_rr),成为降低电路功耗的关键器件。 星海SSxx系列肖特基二极管技术解析四大封装的参数特性与场景适配。 该系列采用N型外延硅衬底与高
    的头像 发表于 09-17 14:21 2149次阅读

    汇川技术四大架构重磅发布

    2025 汇川技术爆品发布会上,FA、运控、传动、机器人四大 IPMT 主任携覆盖 “设计 - 制造 - 传动 - 执行” 的全栈架构登场,为中国制造业智能化转型破局。这不是简单产品升级,而是重构智能制造底层逻辑的革命。
    的头像 发表于 09-02 15:54 4103次阅读
    汇川技术<b class='flag-5'>四大</b>架构重磅发布

    空气是如何“钻空子”的?压铸件气密检测泄漏的四大元凶

    压铸件泄漏是制造业常见质量难题,看似偶然,实则是设计、工艺、材料、检测四大环节的“漏洞”共同导致。空气通过这些薄弱点侵入产品,引发质量事故。下面深度剖析四大元凶,并提供实战解决方案。1.设计缺陷隐形
    的头像 发表于 08-29 15:39 985次阅读
    空气是如何“钻空子”的?压铸件气密检测泄漏的<b class='flag-5'>四大</b>元凶

    从水库到岩土边坡:投入式水位计的四大核心应用场景

    在水工建筑物安全监测与岩土工程领域,水位数据的精准获取直接关系工程安全与决策效率。投入式水位计凭借高精度、强适应性和智能化特性,已成为行业主流监测工具。南京峟思将解析四大核心应用场景,为工程师
    的头像 发表于 08-12 11:07 365次阅读
    从水库到岩土边坡:投入式水位计的<b class='flag-5'>四大</b>核心应用场景

    芯资讯|广州唯创电子WT2003H语音芯片控制方式全解析

    。本文将从核心控制模式、应用场景及开发实践三方面,深入解析控制功能的实现逻辑与技术优势。一、核心控制方式概述WT2003H系列支持四大
    的头像 发表于 05-28 09:08 528次阅读
    芯资讯|广州唯创电子WT2003H语音芯片<b class='flag-5'>控制</b>方式全<b class='flag-5'>解析</b>

    PDN阻抗仿真方法解析

    PDN(Power Delivery Network)阻抗表征电源分配网络在频域内的动态响应特性,定义为从负载端观察到的电源分配系统输入阻抗
    的头像 发表于 05-12 09:47 3511次阅读
    PDN<b class='flag-5'>阻抗</b>仿真方法<b class='flag-5'>解析</b>

    干货分享】开关电源环路补偿设计步骤讲解

    1. 理论讲解 本文将讲述实际环路补偿的设计步骤。 对于硬件工程师来说,开关电源和运放的信号处理电路是最常遇到的,都是典型的带负反馈的闭环控制系统。因此,这两类电路设计的稳定性和控制理论密切相关
    发表于 04-28 17:02

    揭秘PCB阻抗控制:如何影响你的电子设备性能?

    ,作为影响信号传输质量的关键因素之一,是高质量电路板设计不可或缺的技术。 什么是PCB阻抗控制? PCB(Printed Circuit Board)阻抗
    的头像 发表于 04-18 09:07 727次阅读

    HJ53系列常规三相变频电源简介

    HJ53系列常规三相变频电源技术规格与应用解析一、输入电源配置与性能输入电源配置采用三相三线加地线配置,电压等级稳定于380V±10%的宽幅范围内,适应性强。频率精准维持在50Hz或60Hz±5Hz
    的头像 发表于 03-26 11:50 983次阅读
    HJ53系列<b class='flag-5'>常规</b>三相变频电源简介

    干货 | 这可能是最详细的「阻抗匹配」介绍

    在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。常用Z来表示,它的值由交流电的频率、电阻R、电感L、电容C相互作用来决定。由此可见,一个具体的电路,其阻抗是随时变化的,它会随着电流
    的头像 发表于 03-22 19:32 2786次阅读
    <b class='flag-5'>干货</b> | 这可能是最详细的「<b class='flag-5'>阻抗</b>匹配」介绍

    传输线特征阻抗是设计中最重要的因素

    传播时的阻抗。一旦信号已经加入到传输线上并且沿传输线向前传播,信号本身就一直在考查到底需要多大的电流来充电10ps 时间间隔内所传播的传输线长度,并保持将这一部分的传输线段充电到1V。这正是我们要分析
    发表于 01-21 07:11

    影响盲孔PCB打样价格的四大因素:从材料到工艺全面解析

    一站式PCBA智造厂家今天为大家讲讲影响盲孔pcb打样价格的因素有哪些?影响盲孔PCB打样价格的因素。在现代电子设备日益小型化和高性能化的趋势下,多层PCB印刷电路板的设计和制造技术不断进步。其中
    的头像 发表于 12-23 09:52 924次阅读

    影响ADS1298输入阻抗的外围电路/因素有哪些?

    请问您能帮忙分享一下影响ADS1298输入阻抗的外围电路/因素吗,多谢!
    发表于 12-09 07:15