PCB叠层与阻抗制作工艺介绍

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1、股票代码：内容简介v 概念及目的概念及目的v 阻抗的影响因素阻抗的影响因素v 叠层规则叠层规则v 阻抗计算阻抗计算v 我司工程与生产控制我司工程与生产控制v 阻抗测试阻抗测试v 未来发展趋势未来发展趋势概念及目的n阻抗阻抗 简单的说，在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起简单的说，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。的阻碍作用叫做阻抗。n特性阻抗特性阻抗 又称又称“特征阻抗特征阻抗”。在高频范围内，信号传输过程中，信号沿。在高频范围内，信号传输过程中，信号沿到达的地方，信号线和参考平面间由于电场的建立，会产生一个瞬到达的地方，信号线和参考平面间由于电场的建立，

2、会产生一个瞬间电流（间电流（I I），而如果信号的输出电平为（），而如果信号的输出电平为（V V），在信号传输过程中），在信号传输过程中，传输线就会等效成一个电阻，大小为（，传输线就会等效成一个电阻，大小为（V/IV/I），把这个等效的电阻），把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗称为传输线的特性阻抗Z Z0 0。特性阻抗受介电常数、介质厚度、线宽。特性阻抗受介电常数、介质厚度、线宽等因素影响。等因素影响。概念介绍概念介绍n随着信号传输速度的提高和高频电路的广泛应用，电子产品的高频随着信号传输速度的提高和高频电路的广泛应用，电子产品的高频、高速化，要求、高速化，要求PCBPCB提供的电路性能必须

3、保证信号在传输过程中不发提供的电路性能必须保证信号在传输过程中不发生反射，保持信号完整、不失真；生反射，保持信号完整、不失真；nPCBPCB在电子产品中不仅起电流导通的作用在电子产品中不仅起电流导通的作用, ,同时也起信号传送的作用同时也起信号传送的作用; ;n阻抗匹配在高频设计中是很重要的，阻抗匹配与否关系到信号的质阻抗匹配在高频设计中是很重要的，阻抗匹配与否关系到信号的质量优劣。而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号量优劣。而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号皆能到达负载点，不会有信号反射回源点。皆能到达负载点，不会有信号反射回源点。n因此，在有高频信号传输的因此

4、，在有高频信号传输的PCBPCB板中，特性阻抗的控制是尤为重要的板中，特性阻抗的控制是尤为重要的，且特性阻抗是解决信号完整性问题的核心所在；，且特性阻抗是解决信号完整性问题的核心所在；控制特性阻抗的意义控制特性阻抗的意义概念及目的阻抗的影响因素 从从PCBPCB制造的角度来讲，影响阻抗的关键因素主要有：制造的角度来讲，影响阻抗的关键因素主要有：线宽（线宽（W1W1、W2W2）线厚（线厚（T1T1）介质厚度（介质厚度（H1H1、H2H2）介质常数（介质常数（DkDk）差分线间距（差分线间距（S1S1）ErEr相对电容率相对电容率( (原俗称原俗称DkDk介质常数介质常数) )，白容生对此有研究和

5、专门诠释。，白容生对此有研究和专门诠释。另外表面工艺电金另外表面工艺电金( (或镀金或镀金) )工艺在外层线路蚀刻工艺上与其它表面工艺不同，工艺在外层线路蚀刻工艺上与其它表面工艺不同，线路补偿有所差导，前者阻抗计算结果会偏大线路补偿有所差导，前者阻抗计算结果会偏大3-5ohm3-5ohm，因此与订单更改表面工，因此与订单更改表面工艺为镀金或镀金工艺与其他工艺切换时阻抗要重新计算。艺为镀金或镀金工艺与其他工艺切换时阻抗要重新计算。阻抗线是否覆盖阻焊对阻抗值也有影响（单端阻抗影响约阻抗线是否覆盖阻焊对阻抗值也有影响（单端阻抗影响约2-3ohm2-3ohm，差分阻抗影，差分阻抗影响约响约7-8ohm

6、7-8ohm）。）。 如上图所示如上图所示 Z0Z0与线宽与线宽W W成反比，线宽越大，成反比，线宽越大，Z0Z0越小；越小； Z0Z0与铜厚成反比，铜厚越厚，与铜厚成反比，铜厚越厚，Z0Z0越小；越小； Z0Z0与介质厚度成正比，介质厚度越厚，与介质厚度成正比，介质厚度越厚，Z0Z0越大；越大； Z0Z0与介质介电常数的平方根成反比，介电常数越大，与介质介电常数的平方根成反比，介电常数越大，Z0Z0越小。越小。 Z0Z0与差分线间距成正比，差分线间距越大，与差分线间距成正比，差分线间距越大，Z0Z0越大；越大；各因素与阻抗的关系各因素与阻抗的关系阻抗的影响因素阻抗的影响因素各因素对阻抗的影响

7、幅度各因素对阻抗的影响幅度各参数控制偏差对阻抗控制精度的影响程度各参数控制偏差对阻抗控制精度的影响程度阻抗的影响因素叠层规则叠层规则板材与半固化片的选择板材与半固化片的选择u对于满足以下条件之一者需选用高对于满足以下条件之一者需选用高TGTG板材：（如板材：（如IT180AIT180A、FR408HRFR408HR、370HR370HR、S1000-2S1000-2） 1 1）按照国军标验收标准）按照国军标验收标准 ； 2 2）无铅喷锡表面工艺；）无铅喷锡表面工艺； 3 3）内层或外层铜厚度）内层或外层铜厚度3OZ 3OZ ； 4 4）层数）层数1212层层 ； 5 5）设计成品板厚度）设计成

8、品板厚度2.5mm 2.5mm ； 6 6）板内密集散热孔（各层均直接钻在铜皮上或花焊盘上，数量以）板内密集散热孔（各层均直接钻在铜皮上或花焊盘上，数量以3 3* *3 3界定）孔径补偿后孔壁间距界定）孔径补偿后孔壁间距1.0mm1.0mmu其余难度的可选择普通其余难度的可选择普通TGTG板材：如板材：如S1141S1141、VT481VT481u优先选用成本较低的优先选用成本较低的PPPP 成本比较：成本比较：106106331333132116 2116 7628 7628 叠层规则叠层规则二二. .叠层设计叠层设计u优先选用较厚的芯板。芯板越厚尺寸稳定性越好，减少涨缩问题；优先选用较厚的

9、芯板。芯板越厚尺寸稳定性越好，减少涨缩问题；u多层板对称层芯板厚度、类型选择尽量一致，对称层半固化片使用同样多层板对称层芯板厚度、类型选择尽量一致，对称层半固化片使用同样也要对称，减少因板材涨缩不一致带来的翘曲问题；也要对称，减少因板材涨缩不一致带来的翘曲问题；u最终板厚是否可满足设计要求；叠层设计理论厚度为完成板厚最终板厚是否可满足设计要求；叠层设计理论厚度为完成板厚-0.1mm-0.1mm； 板厚计算公式：理论厚度板厚计算公式：理论厚度= =芯板的基材厚度芯板的基材厚度+ +半固化片理论厚度半固化片理论厚度内层基内层基铜厚铜厚（1 1内层残铜率）内层残铜率）+ +各层基铜厚各层基铜厚u设计

10、叠层时尽量少数量的使用设计叠层时尽量少数量的使用PPPP，一般每两层之间半固化片，一般每两层之间半固化片3 3张；张；u为防止织纹显露缺陷，含胶量较高的半固化片叠放在外层；为防止织纹显露缺陷，含胶量较高的半固化片叠放在外层；u半固化片型号的选择，应优先满足流胶问题，然后考虑其生产成本。含半固化片型号的选择，应优先满足流胶问题，然后考虑其生产成本。含胶量比较：胶量比较：10610610801080331333132116211676287628。对于。对于76287628一般只能组合使一般只能组合使用，用，10801080和和106106一般不单张使用，只能和其他一般不单张使用，只能和其他PPP

11、P组合使用；半固化片选组合使用；半固化片选择依次为（择依次为（2116-3313-1080-106,2116-3313-1080-106,优先推荐优先推荐21162116，其次，其次3313,3313,再是组合再是组合PP,PP,批量板次外层不推荐批量板次外层不推荐33133313单张使用）单张使用） 半固化片使用见附表：半固化片使用见附表：叠层规则叠层规则二二. .叠层设计叠层设计u高频材料高频材料PTFEPTFE和非和非PTFEPTFE类型：类型： 因高频因高频PPPP片含胶量低，结合力差容易分层，因此不可采用铜箔片含胶量低，结合力差容易分层，因此不可采用铜箔+PP+CORE+PP+PP+