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隨著高頻高速電子產品的快速發展，信號傳輸過程更容易出現反射、串擾等信號完整性問題，且頻率越高、傳輸速率越快，信號損耗越嚴重，如何降低信號在傳輸過程中的損耗、保證信號完整性是高頻高速PCB發展中的巨大挑戰。 在高速PCB設計中，阻抗匹配顯得尤為重要，為減少在高速信號傳輸過程中的反射現象，必須在信號源、接收端以及傳輸線上保持阻抗的匹配。 一般而言，單端信號線的阻抗取決于它的線寬以及與參考平面之間的相對位置。特性阻抗要求的差分對間的線寬/線距則取決于選擇的PCB疊層結構。 由于最小線寬和最小線距是取決于PCB類型以及成本要求，受此限制，選擇的PCB疊層結構必須能實現板上的所有阻抗需求，包括內層和外層、單端和差分線等。對于PCB工廠而言，有阻抗線的板我們俗稱為阻抗板。 阻抗影響因素 在高速PCB的設計中，有經驗的工程師，對PCB材料及工藝制程有一定的了解，知道影響阻抗的相關參數，會提前通過阻抗軟件，如Si9000或華秋DFM，選擇相應的阻抗模型進行阻抗計，從而得出PCB的阻抗匹配。但是真正要做到預計的特性阻抗或實際控制在預計的特性阻抗值的范圍內（常規是±10%以內），只有通過PCB生產加工過程的管理與控制才能達到。 從PCB制造的角度來講，影響阻抗的關鍵因素主要有： 影響 關鍵因素 介質厚度（ h ）： 增加介質厚度可以提高阻抗，降低介質厚度可以減小阻抗；對多層板而言，介質厚度取決于PP片及芯板的厚度。 線寬（ w ） ： 阻抗與線寬成反比，線寬越大，阻抗越小。一般而言，阻抗線在生產過程中線寬公差要控制到5%-10% 銅厚（ t ） ： 減小線厚可增大阻抗，增大線厚可減小阻抗，線的完成銅厚，跟選用的基材銅箔及電鍍過程有關。 介電常數（ Er ） ： 不同的板材，介電常數會有區別。增加介電常數，可減小阻抗，減小介電常數可增大阻抗。 阻焊厚度（ c ） ： 印上阻焊會使外層阻抗減少。正常情況下印刷一遍阻焊可使單端下降2歐姆，可使差分下降8歐姆，印刷2遍下降值為一遍時的2倍，當印刷3次以上時，阻抗值不再變化。 從以上因素可以看出，受限于電子產品的外觀、線路導通、信號穩定性及散熱性能等影響，一般而言，工程師設計出的PCB，層數、板厚、銅厚、尺寸相對是固定的，從而可看出生產出的PCB阻抗要與設計的阻抗匹配，并控制公差在±10以內，可調整的參數主要是線寬、芯板銅箔厚度、PP片介電常數、及疊層結構。 疊層設計基本原則 對于PCB板廠，一般會跟2-3家材料品牌廠家合作，選擇幾種類型的PP，及芯板銅箔做為PCB的原材料，根據工廠的制程能力、生產工藝來做疊層設計，并匹配相應阻抗。通常而言，不同的疊層結構，可做多種阻抗匹配，最終選用哪種阻抗匹配，取決于PCB布線是否合理、信號之間干擾大小等等，也受限于最終的PCB成本，線寬過小，埋盲孔等都會影響最終的成本。這里疊層設計有一些基本原則： 疊層具有對稱性 阻抗連續性 元件下面為地層（第2層或者是倒數第2層） 電源跟地緊耦合 信號層靠近參考層 相鄰信號層拉大間距 信號層夾在電源層與地層之間時，信號層靠近地層 差分間距≤2倍線寬 線寬調整在4-6mil范圍內 板層間半固化片（PP）≤3張 次外層至少有一張7628或3313或2116 半固化片使用順序7628→2116→3313→1080→106 這里要提到一款PCB可制造行分析和PCBA裝配分析神器——華秋DFM，它是華秋電子自主研發的PCB可制造性分析軟件，作為一款免費的國產軟件，它可以自動生成疊層圖，也可以手動填寫層數、板厚、銅厚，用疊層圖的介質厚度匹配阻抗。便于工程師從更優化的PCB設計去獲取更多的系統裕量，以抵抗加工誤差，也可以提前預測生產成本。 阻抗板是否高可靠，華秋有話說 PCB設計好后，驗證方案是否可行，產品是否可靠，最終還是要生產出來才知道，對于帶有阻抗的PCB，華秋是怎么做的呢？通常有以下兩種情況 第一種，客戶提供PCB文件，已明確阻抗要求，及疊層結構，可允許小范圍內調整。 針對這種情況，工程設計一般會檢查制程能力是否能滿足，疊層設計是否可實現，如完全匹配則可按文件進行后續的步驟；如需要小范圍調整，工程設計則會根據自有板材類型，PP類型，制程能力范圍的線寬、及生產工藝來調整阻抗的設計，以滿足客戶的需求。 第二種，客戶提供PCB文件，對阻抗有要求，但未明確疊層結構。 針對這種情況，工程設計一般會優先選擇推薦的疊層結構，匹配相應的阻抗。 為何優選推薦疊層結構？原因有二： 一是華秋推薦的疊層結構，是經過10多年成熟的生產驗證，板材性能、生產工藝、過程控制，這都是經得起考驗的，從而保證了產品的高可靠。據了解90%的客戶都會選擇華秋推薦的疊層結構，產品也獲得了廣大客戶的認可。 二是采用華秋推薦的疊層結構，能最大化利用板材，提供板材利用率，從而降低生產成本，也可保證產品質量的一致性。了解過華秋的朋友都知道，華秋PCB以打樣和中小批量為主，對于這種柔性化生產的PCB板廠，一般會選用拼板方式將多種PCB合拼在一起，顯而易見板材利用率提高了，對客戶而言就是降低了成本；另一方面，合拼的PCB板，如采用相對一致的疊層結構，在壓合工序可提高產品質量。 下圖是華秋推薦疊層結構其中之一，更多的疊層設計可參考華秋DFM阻抗計算，也可參考華秋PCB官網推薦疊層。 PCB確定好疊層結構及阻抗匹配后，最后的環節就是要將PCB生產出來；在PCB生產加工環節，華秋具備全面的質量管理體系，以確保產品的高可靠。
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