如何計(jì)算阻抗（上）

edadoc · 發(fā)表于 2016-2-26 15:53:52

關(guān)于阻抗的話題已經(jīng)說了這么多，想必大家對于阻抗控制在pcb layout中的重要性已經(jīng)有了一定的了解。俗話說的好，工欲善其事，必先利其器。要想板子利索的跑起來，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)算就是萬里長征的第一步。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來舉例。

圖1

阻抗的計(jì)算是相對比較繁瑣的，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。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)，而你的疊層又沒有指定材料，板廠用了單張1080的材料，那就可能出現(xiàn)信號完整性問題。

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)來回就能得到理想又可實(shí)現(xiàn)的疊層了。

作者：一博科技