阻抗与叠层说明.pdf

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1、用SI9000计算阻抗一．几个概念：阻抗的定义：在某一频率下，电子器件传输信号线中，相对某一参考层，其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗，它是电阻抗，电感抗，电容抗等的一个矢量总和。阻抗匹配:是为了保证能量传输损耗最小，匹配就是上一级电路的内电阻要等于下一级电路的输入电阻。当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输，反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大功率传输，还可能对电路产生损害。目前常见阻抗分类：单端(线)阻抗、差分(动)阻抗、共面阻抗三种情况。目前我司要考虑阻抗匹配的线有：USB差分线90欧，网口线差分100欧，RF输入信号单端75欧；二．实例：1).首

2、先了解一下几个参数的含义:1.H1：外层到VCC/GND间的介质厚度;2.W1:阻抗线线底宽度;3.Er1:介质层介电常数;4.CEr:阻抗介电常数;5.C2:线面阻焊厚度;6.W2：阻抗线线面宽度;7.S1：差动阻抗线间隙;8.T1：线路铜厚，包括基板铜厚+电镀铜厚;9.C1:基材阻焊厚度;10.C3:差动阻抗线间阻焊厚度;2).二层板，板厚1.6的两个模型（共面阻抗）：a.USB差分线90欧可参考如下：第1页(共8页)计算结果：线宽W1:10mil、走线间距S1:5mil;b.差分线100欧姆阻抗参考：c.RF输入信号单端75欧、50欧可参考如下（隔层参考）：第2页(共8页)

3、d.说明:以下是凯歌给出的参考值：参数H1=57.677ER1=4.5T1=1.7W1-W2=1C1（绿油）=0.4C2=0.5C3=0.4CEr=3.5根据layout实际情况，可根据以上模型选用适合自己的W1，D1，S1的宽度。瑞华给出的参数参数H1=57.677ER1=4.3T1=1.42W1-W2=0.5C（绿油）=0.591博敏给出的参数参数H1=57.677ER1=4.5T1=1.7W1-W2=1C1（绿油）=0.6C2=0.5C3=0.5Cer=3.5各个厂家给出的参数有些差别，但算出来的结果偏差不大，大家可以按凯歌给出的参数计算即可，再者，这个计算出来的值也是理论

4、值，发板时一定要注明这些线要求做阻抗，并标出阻抗值，可以参考以下标注：厂家会根据实际做些细微的调整，以满足阻抗的要求，厂家也只能保证阻抗值±10%;三、叠层名词定义：SI个，信号层；GND，地层；PWR，电源层电路板的叠层安排是对PCB整个系统设计的基础，叠层设计如有缺陷，将影响到整机的EMC性能。总的来说叠层设计主要要遵从两个规则：1.每个走线层都必须有一个邻近的参考层（电源或地）；2.邻近的主电源层和地层要保持最小间距，以提供较大的耦合电容。第3页(共8页)四、举例说明怎样使用PolarSi9000计算阻抗及设计层叠结构:1.四层板板厚1.6MM,外层信号线要求控制50欧姆特

5、性阻抗和100欧姆差分阻抗.其设计结构详见:4层板1.6MM阻抗设计.jpg,其中H1代表的是信号层与参考层之间的介质厚度,即L1与L2之间的厚度为3.2MIL,Er1为板材的介电常数,FR-4通常为4.2-4.6,W1称为下线宽，W2称为上线宽,一般认为W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)为两根差分线之间的间距(指线边缘与线边缘之间距离),T1信号层的成品铜厚，外层1OZ=1.4MIL,而内层考虑的蚀刻的因素，我们通常认为内层1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。Zdiff为阻抗值。Calculate为计算按钮，各因素是可以互相推算

6、的,例如我们要控制50欧姆的阻抗,线宽为5MIL,H1需要多少呢？在Polar软件中找到特性阻抗模型,把相应要求值写上去，再按H1后面的Calculate为计算按钮，H1的值就计算出来了.大家可以利用Calculate为计算按钮去相互推算试一下。其中3.2MIL是由两张106的PP组合而来,48.42MIL指的是1.3MM1/1OZ的芯板的介质厚度,具体是这样得来:1.3MM-0.035X2)X39.37=48.42MIL.一般层压厚度需比成品板厚小0.1MM左右，例如成品板厚1.6MM,而我们计算层压厚度一般不也许大于1.5MM,此结构的层压厚度为:0.08MM+1.3MM+0

7、.08MM+0.035MM(铜厚)=1.495MM.即刚好满足成品板厚1.6MM的要求。2.六层板板厚1.2MM,信号层要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.具体详见:6层板1.2MM阻抗设计1.jpg和6层板1.2MM阻抗设计2.jpg,阻抗模型中H2=29.94MIL是怎样得来？5.1+1.2+22.44+1.2=29.94MIL,其中22.44MIL即由第4页(共8页)3张7628的PP组合,0.19MMX3=0.57MMX39.37=22.44MIL,所以其层压厚