文 / 姜杰(微信公眾號:高速先生)
上周五的文章介紹了阻抗控制的基本概念和計算方法,本周就來講講生產加工因素對阻抗的影響以及阻抗的測試方法。
既然阻抗的連續性對于信號質量的影響這么大,為何在實際生產中的阻抗公差只控制±10%,而不是±5%甚至更小呢?為了避免與板廠不必要的肢體沖突,你需要仔細了解一下PCB壓合、蝕刻、板料公差和阻焊制程等因素對阻抗控制的影響。
壓合的目的是通過"熱與壓力"使PP結合不同內層芯板及外層銅箔。而不同的PP組成搭配不同的內層板材與面銅可調整出不同厚度規格的線路板。壓合制程是 PCB多層板制造過程中重要的一環,會對阻抗控制產生什么影響呢?詳情請點《常規阻抗控制只能是10%的偏差(一)》
蝕刻是使用化學反應移除多余銅箔的過程。PCB線路板生產加工對蝕刻的基本要求就是能夠將除抗蝕層下面以外的所有銅層去除干凈。在PCB制造過程中,想要精確地衡量蝕刻的質量,就必須考慮導線線寬的一致性和側蝕程度,即蝕刻因子,它又會怎么影響你的走線阻抗呢?《常規阻抗控制只能是10%的偏差(二)》
凡是生產,皆有公差,PCB的覆銅板厚度也不例外,覆銅板的厚度偏差分為兩種,一種包括金屬箔的厚度,另一種是不包括銅箔的芯板厚度,無論哪種,都會帶來阻抗的偏差。此外,阻焊油墨對阻抗的影響也不容忽視,需要考慮的是阻焊油墨的介電常數及覆蓋阻抗線的阻焊油厚度兩個因素。《常規阻抗控制只能是10%的偏差(三)》
總而言之,從統計學的角度看,10%的阻抗公差管控要求是權衡之后折衷的結果:可接受的阻抗連續性,可接受的生產加工偏差。《一張圖看懂阻抗偏差這件事》
對于已經加工出來的板子,想要知道走線確切的阻抗信息,我們還可以借助時域反射儀(TDR)進行測試。TDR工作的基本原理是:信號發生器向傳輸路徑發送一個脈沖或者階躍信號,當傳輸路徑中被測設備發生阻抗變化時, 部分能量會被反射, 剩余的能量繼續傳輸。只要知道發射波的幅度并測量出反射波的幅度,就可以計算阻抗的變化。《TDR測試原理》
實際測試到的阻抗并非一馬平川的直線,而是躁動不安的曲線。阻抗曲線在前端和后端的波動是由于受到探頭或者開路的影響,中間段的波動則是由于制程中加工偏差的影響。《如何用TDR來測試PCB板的線路阻抗》
加工偏差無法避免,阻抗測試儀器又遙不可及,我們能把控只有手中的設計,如果能夠通過軟件直觀的看到PCB上每一段線的阻抗,對于攻城獅而言,無疑將是一大福音。《你還在擔心你的阻抗嗎?-ALLEGRO17.2新功能》
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