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傳輸過程中不發生反射現象,信號保持完整,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,無干擾、噪音的傳輸信號。特性阻抗與基板材料(覆銅板材)關系是非常密切的,故選擇基板材料在電路板設計中非常重要。

 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。信號在介質材料中傳輸速度將隨著介質常數增加而減小。因此要獲得高的信號傳輸速度必須降低材料的介質常數。同時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常數材料。

 2、導線寬度及厚度的影響

電路板生產中所允許的導線寬度變化會導致阻抗值發生很大的改變。導線的寬度是設計者根據多種設計要求確定的,它既要滿足導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者在生產中應該保證線寬符合設計要求,并使其變化在公差范圍內,以適應阻抗的要求。導線厚度也是根據導體所要求的載流量以及允許的溫升確定的。在生產中為了滿足使用要求,鍍層厚度一般平均為25μm。導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線表面清潔,不應粘有殘余物和修板油黑,而導致電鍍時銅沒有鍍上,使局部導線厚度發生變化,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線厚度,導致阻抗值發生變化。

 3、介質厚度的影響

電路板特性阻抗與介質厚度的自然對數成正比的,因而可知介質厚度越厚,其阻抗越大,所以介質厚度是影響特性阻值的另一個主要因素。因為導線寬度和PCB線路板材料的介電常數在生產前就已經確定,導線厚度工藝要求也可作為一個定值,所以控制層壓厚度(介質厚度)是生產中控制特性阻抗的主要手段。而在實際生產過程中,所允許的每層電路板層壓厚度變化將導致阻抗值發生很大的改變。在實際生產中是選用不同型號的半固化片作為絕緣介質,根據半固化片的數量確定絕緣介質的厚度。

在相同介質厚度和材料下,具有較高的特性阻抗值,一般要大20～40Ψ。因此,對高頻和高速數字信號傳輸大多采用微帶線結構的設計。同時,特性阻抗值將隨著介質厚度的增加而增大。所以,對于特性阻抗值嚴格控制的高頻線路來說,對覆銅板的介質厚度的誤差應提出嚴格要求,一般來說,其介質厚度變化不超過10%。對于多層板來說,介質厚度還是個加工因素,特別是與多層層壓加工密切相關,因此,也應嚴密加以控制。