阻抗匹配和降低傳輸線損耗是高速印制電路板（PCB）重要指標(biāo)，而阻焊層作為PCB的重要組成部分，其對(duì)外層傳輸線的阻抗和損耗均有較大的影響。對(duì)于高速PCB設(shè)計(jì)和制造而言，了解阻焊層對(duì)阻抗、損耗的影響程度以及如何減少阻焊層對(duì)PCB電性能的影響有著重要的意義。本文對(duì)比分析了無(wú)阻焊層和覆蓋阻焊油墨前后PCB電性能變化，并重點(diǎn)分析了常規(guī)阻焊油墨對(duì)外層傳輸線阻抗和損耗的影響，可為高速PCB設(shè)計(jì)和阻抗匹配設(shè)計(jì)提供參考數(shù)據(jù)。我司阻焊油墨介電常數(shù)一般在4.0，損耗因子0.02-0.04。

1、 前言

隨著科技發(fā)展，電子產(chǎn)品不斷朝著高密度化、多功能化及信號(hào)傳輸高頻化、高速化方向發(fā)展，目前骨干網(wǎng)信號(hào)傳輸頻率已經(jīng)高達(dá)100Gbit/s，相應(yīng)地單通道傳輸速率也高達(dá)10Gbit/s甚至25Gbit/s，且信號(hào)傳輸高速化扔保持著迅猛的發(fā)展趨勢(shì)。信號(hào)傳輸?shù)母咚倩l(fā)展使得信號(hào)傳輸過(guò)程中更容易出現(xiàn)反射、串?dāng)_等信號(hào)完整性問(wèn)題，且傳輸速率越快，信號(hào)損耗也就越大，如何降低信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損耗、保證信號(hào)完整性是高速PCB發(fā)展中面臨的巨大挑戰(zhàn)。

2、阻抗主要類型及影響因素

阻抗（Zo）定義：對(duì)流經(jīng)其中已知頻率之交流電流所產(chǎn)生的總阻力稱為阻抗（Zo）。對(duì)印刷電路板而言，是指在高頻訊號(hào)之下，某一線路層（signal layer）對(duì)其最接近的相關(guān)層（reference plane）總合之阻抗。

2.1 阻抗類型：

（1）特性阻抗在計(jì)算機(jī)﹑無(wú)線通信等電子信息產(chǎn)品中， PCB的線路中的傳輸?shù)哪芰浚?是一種由電壓與時(shí)間所構(gòu)成的方形波信號(hào)（square wave signal， 稱為脈沖pulse），它所遭遇的阻力則稱為特性阻抗。

（2）差動(dòng)阻抗驅(qū)動(dòng)端輸入極性相反的兩個(gè)同樣信號(hào)波形，分別由兩根差動(dòng)線傳送，在接收端這兩個(gè)差動(dòng)信號(hào)相減。差動(dòng)阻抗就是兩線之間的阻抗Zdiff。

（3）奇模阻抗兩線中一線對(duì)地的阻抗Zoo，兩線阻抗值是一致。

（4）偶模阻抗驅(qū)動(dòng)端輸入極性相同的兩個(gè)同樣信號(hào)波形， 將兩線連在一起時(shí)的阻抗Zcom。

（5）共模阻抗兩線中一線對(duì)地的阻抗Zoe，兩線阻抗值是一致，通常比奇模阻抗大。

其中特性和差動(dòng)為常見阻抗，共模與奇模等很少見。

2.2 影響阻抗的因素：

W—–線寬/線間線寬增加阻抗變小，距離增大阻抗增大；

H—-絕緣厚度厚度增加阻抗增大；

T——銅厚銅厚增加阻抗變小；

H1—綠油厚厚度增加阻抗變小；

Er—–介電常數(shù)參考層DK值增大， 阻抗減小；

Undercut—-W1-Wundercut增加， 阻抗變大。

3、阻抗計(jì)算自動(dòng)化

如今，我們業(yè)界最常用的阻抗計(jì)算工具是Polar公司提供的Si8000 Field Solver，Si8000是全新的邊界元素法場(chǎng)效解計(jì)算器軟件，建立在我們熟悉的早期Polar阻抗設(shè)計(jì)系統(tǒng)易于使用的用戶界面之上。此軟件包含各種阻抗模塊，人員通過(guò)選擇特定模塊，輸入線寬，線距，介層厚度，銅厚，Er值等相關(guān)數(shù)據(jù)，可以算出阻抗結(jié)果。一個(gè)PCB阻抗管控?cái)?shù)目少則4，5組，多則幾十組，每一組的管控線寬，介層厚度，銅厚等都不同，如果一個(gè)個(gè)去查數(shù)據(jù)，然后手動(dòng)輸入相關(guān)參數(shù)計(jì)算，非常費(fèi)時(shí)且容易出錯(cuò)。

下面，將介紹Si8000軟件自動(dòng)地進(jìn)行阻抗設(shè)計(jì)的參數(shù)

阻抗匹配圖

阻抗匹配圖

阻抗匹配圖

阻抗匹配圖

阻抗匹配圖

4.結(jié)論：

對(duì)于外層單端線和外層查分線，設(shè)計(jì)阻抗值越大，印刷阻焊油墨后阻抗降低越多。

1.1設(shè)計(jì)值為60Ω的單端微帶線覆蓋阻焊油墨后阻抗下降4.3Ω

1.2設(shè)計(jì)值為50Ω的單端微帶線覆蓋阻焊油墨后阻抗下降2.8Ω

1.3設(shè)計(jì)值為40Ω的單端微帶線覆蓋阻焊油墨后阻抗下降2.0Ω

2.1設(shè)計(jì)值為110Ω的差分線覆蓋阻焊油墨后阻抗下降10.1Ω

2.2設(shè)計(jì)值為100Ω的差分線覆蓋阻焊油墨后阻抗下降8.5Ω

2.3設(shè)計(jì)值為80Ω的差分線覆蓋阻焊油墨后阻抗下降5.0Ω

如果您的公司有高層專訪、新品推介、新聞通稿、行業(yè)交流、雜志訂閱等方面的需求，請(qǐng)聯(lián)系維文信！

E-mail:pcbfpc@vip.163.com業(yè)務(wù)熱線：0755-61319388

歡迎PCB,FPC,TP行業(yè)友人將身邊發(fā)生的大事、小事、趣事、瑣事、心事分享給我們！新聞線索或故事素材一經(jīng)采用，我司將提供給您200-500元的現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)