多层高速PCB设计学习笔记(五)四层板实战(下)之阻抗控制计算(SI9000)
系列文章目录
多层高速PCB设计学习(一)初探基本知识(附单层设计补充)
多层高速PCB设计学习笔记(二)基本设计原则及EMC分析
多层高速PCB设计学习笔记(三) GND的种类及PCB中GND布线实战
多层高速PCB设计学习笔记(四)四层板实战(上)之常见模块要求
多层高速PCB设计学习笔记(五)四层板实战(下)之阻抗控制计算(SI9000)
继续嘉立创和凡亿教育的培训学习
文章目录
- 系列文章目录
- 板材知识点补充
- 板材选型
- Tg值
- 板材类别
- 板材的阻燃等级
- 出货方式
- 板材厚度
- 过孔覆盖
- 表面处理工艺
- 线宽
- 线距
- 阻抗计算
- 基本知识点
- SI9000使用(控50欧姆例子)
板材知识点补充
参考华秋DFM的实用案例规范
板材选型
Tg值
Tg值:板材玻璃转换温度,在温度达到Tg点时,板材回软化,急剧降低机械强度和电气性能。常见Tg135℃、Tg140°℃、Tg150°℃、Tg170℃.Tg180°℃,其中Tg150°C为中Tg, Tg170°℃以上为高Tg。
板材类别
PCB板材有FR-4、CEM-3、CEM-1、22F、94VO、94HB,其中最常用的板材是FR-4。
- FR-4∶环氧玻璃纤维覆铜板(应用于军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车、航空电路等电子产品)。
- CEM-3:双面复合基板(经济性板材,属于最低端双面的玻纤板)。
- CEM-1:单面复合基板(只有一层玻璃纤维,机械强度略低,普通LED灯板上应用比较常见)。
- 22F:单面半玻纤板(早年的电视遥控器、游戏机手柄上使用到,现在制板厂家基本不配备此板材)。
- 94VO:阻燃型纸板。
- 94HB:非阻燃型普通纸板。
板材的阻燃等级
阻燃等级可以划分为UL94V-0、UL94V-1、UL94V-2、UL94V-HB四种
- 阻燃型:UL94-VO、UL94-V1、UL94-V2
- 非阻燃型:UL94-HB级
生产PCB覆铜板的厂家有建滔、生益、金安国纪、华正新材、南亚、联茂、斗山、三菱、松下、Arlon、Nelco、Rogers、Tanconic、 Polyflon等,其中排名第一的建滔化工集团是全球用量最大的覆铜板生产商,排名第二的是生益科技。
高端板材生产商选生益,价格略贵,其次选建滔。
出货方式
单片出货和连片出货,连片就相当于拼板,有利于后期贴片焊接。
工艺边是在PCB板两边或四周的辅助边, PCBA生产完成后可以拆除。其作用是为贴片焊接时留出位置,防止在导轨传输过程中撞到板内的物料。(3-5mm)
板材厚度
PCB标准板厚有:0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm等。PCB板厚度受结构及性能的影响,在应用中会不同的厚度,其中1.6mm板厚在所以产品中使用最多。
过孔覆盖
过孔盖油作用时绝缘,在样板制作时,为了方便测试可以开窗。
表面处理工艺
PCB板的表面工艺有沉金、喷锡、OSP、镀金、沉锡、沉银、镍钯金等,其作用防止焊盘铜面裸露于空气中造成氧化,能保证PCB板良好的可焊性。
电镀金:耐磨性强。适合做经常拔插的PCI卡板,各种金手指
线宽
线宽为导线宽度,其大小与载流大小相关,导线宽度过小会影响生产良率,普通PCB板线宽建议≥6mil,密集区线宽≥4mi,极限线宽3.5mil。
线距
线距为两导线之间的间隙,其大小与信号干扰及生产腐蚀相关,导线间隙过小会影响生产良率,普通PCB板线距建议≥ 6mil,密集区线距≥4mi,极限线距3.5mil。
之后学一下用华秋DFM分析PCB,我试着导入一个看了看,还是有很多问题的
阻抗计算
基本知识点
计算阻抗条件:板厚、层数、基板材料、表面工艺、阻抗值、阻抗公差、铜厚。
一般介质厚度、线距越大阻抗值越大;介电常数、铜厚、线宽、阻焊厚度越大阻抗值越小。
H:介质厚度:越厚阻抗越高(与工程设计、压板控制、来料公差有关 )
W:线宽:越宽阻抗越小,如下图,线是梯形的,所以w1相当下线宽,w2是上线宽,差一个mil(因为是蚀刻药水表面和下面接触效果不一样),w1接触的是芯板,所以软件中(见下)H1是芯板厚度。
T:铜厚:越薄阻抗越大
Er:介电常数:越小阻抗越大,FR4:3.9-4.5,会随着使用频率变化。聚四氟乙烯:2.2-3.9
阻焊厚度:印刷一遍阻焊(绿油)可使单端下降2欧姆,差分下降8欧姆,印刷两倍下降值为两倍,印刷三次阻抗值就不变了。
SI9000使用(控50欧姆例子)
例如在上次的学习中,SDRAM控制50欧姆的阻抗。
常见四层板的模型:
介电常数根据下图,普通的3313是3.85
线宽选择5.5,上线宽是5,下线宽是6
T1根据采用的是0.5oz(18mm)的厚度,参考下图是外层2.2mil(一般是越厚越难生产)
下图是铜厚线宽的对应载流大小
由于要刷一层绿油,降低2欧姆,所以大概控制在52欧姆。
下单时这个铜厚可能有一些问题,要在下面的阻抗计算神器里面选择不同的层压结构,里面还有pp片的种类等等
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