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作者：王萍一博科技高速先生團(tuán)隊(duì)隊(duì)員 “圍毆”阻抗話題是15年12月開啟的，介紹了傳輸線理論，然后從筋骨皮開始談加工的元素，引出了“假八層”的話題；然后為了避免“假八層”，提出了阻抗偏高到60歐姆左右的影響，以及為什么常規(guī)阻抗控制是50歐姆，并且是10%偏差。 按照高速先生開始的規(guī)劃，把阻抗繼續(xù)展開討論，估計(jì)還得講好幾個(gè)月，擔(dān)心大家已經(jīng)審美疲勞了。所以后面的計(jì)劃調(diào)整為：“圍毆”阻抗這個(gè)話題主要是圍繞生產(chǎn)加工、阻抗計(jì)算、阻抗測(cè)試展開。下面會(huì)用兩篇文章講講阻抗計(jì)算方法，然后再兩篇文章談?wù)勛杩箿y(cè)試，最后講講和生產(chǎn)與材料相關(guān)的如表面粗造度及玻纖效應(yīng)。其他也和阻抗相關(guān)的如端接、拓?fù)洹盈B、阻抗優(yōu)化等內(nèi)容，另開專題。 如何計(jì)算阻抗 關(guān)于阻抗的話題已經(jīng)說(shuō)了這么多，想必大家對(duì)于阻抗控制在pcb layout中的重要性已經(jīng)有了一定的了解。俗話說(shuō)的好，工欲善其事，必先利其器。要想板子利索的跑起來(lái)，傳輸線的阻抗計(jì)算肯定不能等閑而視之。 在高速設(shè)計(jì)流程里，疊層設(shè)計(jì)和阻抗計(jì)算就是萬(wàn)里長(zhǎng)征的第一步。阻抗計(jì)算方法很成熟，所以不同的軟件計(jì)算的差別很小，本文采用Si9000來(lái)舉例。 
圖1 阻抗的計(jì)算是相對(duì)比較繁瑣的，但我們可以總結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)值幫助提高計(jì)算效率。對(duì)于常用的FR4，50ohm的微帶線，線寬一般等于介質(zhì)厚度的2倍；50ohm的帶狀線，線寬等于兩平面間介質(zhì)總厚度的二分之一，這可以幫我們快速鎖定線寬范圍，注意一般計(jì)算出來(lái)的線寬比該值小些。 除了提升計(jì)算效率，我們還要提高計(jì)算精度。大家是不是經(jīng)常遇到自己算的阻抗和板廠算的不一致呢？有人會(huì)說(shuō)這有什么關(guān)系，直接讓板廠調(diào)啊。但會(huì)不會(huì)有板廠調(diào)不了，讓你放松阻抗管控的情況呢？要做好產(chǎn)品還是一切盡在自己的掌握比較好。 以下提出幾點(diǎn)設(shè)計(jì)疊層算阻抗時(shí)的注意事項(xiàng)供大家參考： 1，線寬寧愿寬，不要細(xì)。這是什么意思呢？因?yàn)槲覀冎乐瞥汤锎嬖诩?xì)的極限，寬是沒(méi)有極限的。如果到時(shí)候?yàn)榱苏{(diào)阻抗把線寬調(diào)細(xì)而碰到極限時(shí)那就麻煩了，要么增加成本，要么放松阻抗管控。所以在計(jì)算時(shí)相對(duì)寬就意味著目標(biāo)阻抗稍微偏低，比如單線阻抗50ohm，我們算到49ohm就可以了，盡量不要算到51ohm。 2，整體呈現(xiàn)一個(gè)趨勢(shì)。我們的設(shè)計(jì)中可能有多個(gè)阻抗管控目標(biāo)，那么就整體偏大或偏小，不要100ohm的偏大，90ohm的偏小。 3，考慮殘銅率和流膠量。當(dāng)半固化片一邊或兩邊是蝕刻線路時(shí)，壓合過(guò)程中膠會(huì)去填補(bǔ)蝕刻的空隙處，這樣兩層間的膠厚度時(shí)間會(huì)減小，殘銅率越小，填的越多，剩下的越少。所以如果你需要的兩層間半固化片厚度是5mil，要根據(jù)殘銅率選擇稍厚的半固化片。 4，指定玻布和含膠量。看過(guò)板材datasheet的工程師都知道不同的玻布，不同的含膠量的半固化片或芯板的介電系數(shù)是不同的，即使是差不多高度的也可能是3.5和4的差別，這個(gè)差別可以引起單線阻抗3ohm左右的變化。另外玻纖效應(yīng)和玻布開窗大小密切相關(guān)，如果你是10Gbps或更高速的設(shè)計(jì)，而你的疊層又沒(méi)有指定材料，板廠用了單張1080的材料，那就可能出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。 當(dāng)然殘銅率流膠量計(jì)算不準(zhǔn)，新材料的介電系數(shù)有時(shí)和標(biāo)稱不一致，有的玻布板廠沒(méi)有備料等等都會(huì)造成設(shè)計(jì)的疊層實(shí)現(xiàn)不了或交期延后。咋辦？最好的辦法就是在設(shè)計(jì)之初讓板廠按我們的要求，他們的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)個(gè)疊層，這樣最多幾個(gè)來(lái)回就能得到理想又可實(shí)現(xiàn)的疊層了。 問(wèn)題：說(shuō)了這么多大家還有哪些阻抗計(jì)算方面的經(jīng)驗(yàn)可以分享的呢？ |
