PCB特性阻抗控制精度探讨

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　　随着以计算机为先导的电路信号传输高速化的迅速发展，其中一个非常重要的问题就是：要求PCB在高速信号传输中保持信号稳定，不产生误动作，这就要求所使用的PCB的特性阻抗控制精度化的提高。对特性阻抗控制精度提出更为严格的要求，这对PCB制造厂来说确实是很大的挑战，为此，本文针对如何满足客户严格的阻抗控制精度要求方面进行探讨，希望能对PCB制造业同行有所帮助。

关键词： 阻抗控制、阻抗控制精度

1、 前 言

　　随着电子整机产品的高速化发展，这就要求所使用PCB的特性阻抗控制要求达到高精度化。以计算机高速化进展为例，就可以说明这一需求的发展趋势。

　　初对PCB确立±10%的控制精度要求是由电路中800MHz频率信号的Direc Rambus 型的DRAM模块（RIMM）应用所提出的，这是为了保证计算机主机和交换机的内部电路实现更高速的动作。不仅搭载RIMM的计算机产品，而且很多的电子产品也需要基板上的电路能很好地与之匹配，一些客户相应使用的PCB板件的特性阻抗控制精度不在局限于原来的±15%或±10%，有的阻抗控制精度要求提高到±8%甚至±5%，这对PCB制造厂来说确实是很大的挑战。本文主要针对如何满足客户严格的阻抗控制精度要求方面进行阐述，希望能对PCB制造业同行有所帮助。

2、阻 抗 控 制 精 度 分 析

　　一般多层板的传输线系统要达到60±10%Ω还算容易，但要达到75±5%Ω，甚至50±5%Ω时就会有点难度,误差5%即使对于技术规格要求较高的应用而言也是不常见的，但还是有一些客户对阻抗控制精度提出了±5%的要求，现举例来说明。

　　以下是aoa体育官方生产的一种板件，该板的要求：4层板，完成板厚1.0±0.10mm，板材采用FR4，客户有指定的叠层结构，见下图

　　其中TOP层有单线阻抗要求，参考层为2层，其中单线阻抗线宽W1要求12.0MIL,阻抗要求50±5%Ω（50±2.5Ω），其结构如下：

　　对于客户如此严格的阻抗控制精度要求,如何去满足?下面来谈谈我们公司是如何去进行控制的。

2.1 PCB特性阻抗的模拟计算

　　对于有阻抗控制要求的板，目前，PCB工厂比较常见的做法就是在PCB的生产拼版板边适当位置

2.2 PCB的生产过程控制

2.2.1采用平行光曝光机进行生产

　　因为非平行光是属于点光源,发射的光是散射的光,因此,这些光线透过菲林底片进入感光干膜或其他液态抗蚀刻剂膜等是呈各种各样角度曝光的,经过曝光显影出来的图形与底片上的图形会有一定的偏差，而平行光是以垂直方向照射到感光干膜或其他液态抗蚀刻剂膜进行曝光的，因此，感光层上曝光出来的导线宽度会十分接近菲林底片上的导线宽度，这样，可以得到更为准确的导线宽度，从而减少这种偏差对阻抗带来的影响。

2.2.2 外层基铜选用薄铜箔

　　由于精细线路的迅速发展，薄铜箔已得到大量的发展并被全面使用，铜箔厚度已由早些年的1OZ走向1/2OZ为主，而且早也开发出1/3OZ和1/4OZ，甚至更薄的如1/7OZ铜箔。因为较薄的铜箔厚度有利于制造和控制导线宽度及导线的完整性，从而有利于保证阻抗控制精度。由于客户对外层铜厚要求为1OZ, 因此，对于该四层板压合时外层我们选用了1/3OZ 铜箔进行压合，再经过后面的电镀后即可达到客户表面铜厚1OZ的铜厚要求，这样既满足了客户表面完成铜厚的要求，又有利于蚀刻时对导线宽度均匀性的控制。

2.2.3 采用铜箔通电加热压机层压

　　层压机的加热方式有电加热和蒸汽加热两种，而aoa体育官方所使用的是意大利CEDAL公司采用ADARA技术生产的多层真空压机，该系统利用成卷的铜箔环绕着半固化片及内层板的叠层一层一层叠板，在层压机内对铜箔通电，达到加热的效果，温度分布，整个叠板的温度分布可到达177±2°C，由于加热快，温度分布均匀，压合过程中树脂流动性比较均匀，层压出来的板的板厚平整度可达到±0.025mm，层间介质层的厚度比较均匀。

2.2.4 采用整板电镀进行生产

　　为了获得比较均匀厚度及宽度的导线以保证阻抗在规定的公差范围内，PCB在经过孔化后是直接采用全板电镀生产的,其中电流密度进行适当降低.由于PCB在经过孔化后直接进入全板电镀，在一定的镀液条件下，整板的制板面上接受的是均匀的电流密度，因而整个板面及孔内的铜厚是比较均匀的，这样有利于控制面铜厚度及导线宽度的均匀度（因为不均匀的铜厚度会对蚀刻均匀性方面带来不利），从而有利于对PCB特性阻抗的控制及减少其的波动性。

2.2.5 其他方面

　　当然,为了满足客户50±5%Ω（50±2.5Ω）的阻抗控制要求在蚀刻线路,丝印绿油等方面也应加以控制,以确保导线宽度及导线表面绿油层厚度的均匀性。

2.3 PCB的阻抗测量

　　阻抗测量通常使用时域反射计 (TDR) 来完成，TDR（时域反射计）已成为测量印刷|杭州PCB设计|杭州pcb打样|杭州pcb抄板|杭州pcb板生产厂家-杭州aoa体育官方电子科技有限公司)