PCB层叠结构与阻抗计算

PCB的两个重要组成部分：Core和Prepreg（半固态片，简称PP）

Core的两个表层都铺有铜箔，可作为信号层、电源层、地层等导电层，Core的上下两层之间填充的是固态材料；PP的表面不铺铜箔，在PCB中起填充作用，其材质是半固态的树脂材料，因此比略软一些。

制作多层板需要配合使用Core和PP，一般在两个Core之间选用PP作为填充物。根据层叠结构的不同，Core和PP有多种厚度的选择。

层叠结构设计的先决条件：

１.　单板总层数，包括信号层、电源层和地层的数目。

一般PCB设计过程中，首先进行布局设计，根据元件飞线的密度估计关键器件的信号线密度，以便对信号层数评估。在确定信号层的数目之后,根据电源的种类和信号的隔离要求等,可以评估所需电源层和地层的数目.

２.　单板的厚度。

14层以内的单板厚度选择1.6mm;16层以上的单板厚度选择2.0mm以上.

３.　单端信号和差分信号的目标阻抗。

一般情况下,单端信号对地阻抗50Ω,差分对信号间阻抗为100Ω.

４．PCB的介电常数Er.

介电常数是表征电磁场在特定材质中导通能力的参数,介电常数越大,则磁场在该材质中的导通能力越强.

应用中,一般采用相对介电常数Er.Er的定义是,材质介电常数与真空介电常数的比值.真空中Er=1,而FR4的Er的取值一般在3.5~4.5之间,即电磁场在FR4中的导通能力比在真空强,这也是高速电路在工作时,电磁场主要集中在PCB内的原因.

Er越高,高频信号越容易通过,即高频的损耗越大.为减小高频损耗,Er值为3.5~3.8,Er成本越高.

表层单端信号:选择Surface Microstrip (表面微带线)

内层单端信号:选择Offset Stripline(非对称带状线)

以表层单端信号的计算为例:Z0是目标阻抗50Ω,Er相对介电常数,T=0.69线厚,H=3.94到参考平面的距离    (目标阻抗单位是Ω,其他都是mil)

 

标签：Core,阻抗,介电常数,信号,PCB,层叠,Er
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