阻抗计算的必要性和方法

1.阻抗计算的必要性。

当电压和电流在传输线中传播时,如果特性阻抗不一致,则会引起所谓的信号反射现象等。

在信号完整性领域,诸如反射,串扰和电源平面切割之类的问题都可以归类为阻抗不连续,因此此处显示了匹配的重要性。

2.常见的阻抗模型我们通常使用Polar.SI9000阻抗计算工具来计算阻抗。

在计算之前,我们需要了解常见的阻抗计算模型。

常见的阻抗模型包括特征阻抗,差分阻抗和共面阻抗。

如图3-6所示,阻抗模型可分为以下几类:1)外部特征阻抗模型2)内部特征阻抗模型3)外部差分阻抗模型4)内部差分阻抗模型5)共面电阻模型:(A )外部共面特性阻抗(B)内部共面特性阻抗(C)外部共面差分阻抗(D)内部共面差分阻抗。

图3-6通用阻抗模型3.阻抗计算1)阻抗计算的必要条件板的厚度,层数(信号层数,电源层数),板,表面工艺,阻抗值,阻抗容限,铜厚度2)因素影响阻抗,介电层厚度,介电常数,铜线厚度,线宽,线间距和阻焊层厚度的影响如图3-7所示。

图3-7影响阻抗的因素其中:H1:介质的厚度(PP片或片,不包括铜厚度)Er1:PP片或片的介电常数,取多张PP片或片时的平均值压在一起W1:阻抗线下的线宽W2:阻抗线T1的线宽:成品铜厚度Cer:生油的介电常数(3.3)C1:基础材料生油的厚度(通常为0.8mil)C2:铜皮或痕迹上表面的绿色油的厚度(通常为0.5mil)Zo:计算得出的阻抗理论值提醒助手:一般来说,上下线宽度具有以下关系,如表3-3所示,上下线宽度之间的关系。

表3-3上下线宽度关系的比较图3)计算方法我们以一个例子来说明阻抗计算方法和步骤。

常见的FR-4面板通常包括:生益,剑板,联茂等面板供应商。

盛义FR-4和等效材料的芯板可以根据板的厚度进行划分。

如表3-4所示,列出了详细的厚度参数和介电常数。

表3-4常见的盛义FR-4芯板的厚度和介电预浸料(即PP薄膜),一般包括:106、1080、2116、7628等。

厚度为:106为0.04MM,1080为0.06MM,2116是0.11MM和7628是0.19MM。

如表3-5所示,列出了普通PP片材的厚度参数和介电常数。

表3-5常用的PP片材厚度参数和介电常数对于罗杰斯片材,罗杰斯43500.1mm片材的介电常数为3.36,其他罗杰斯4350片材的介电常数为3.48。

Rogers4003板的介电常数为3.38,Rogers4403预浸料的介电常数为3.17。

我们知道,每个多层板都是由核心板和预浸料通过压制而成。

在计算层压结构时,通常需要将芯板和PP板堆叠在一起以形成板的厚度。

例如,在“芯片+ 106 + 2116”上叠置一个芯板+两张PP片,然后其理论厚度为0.25mm + 0.0513mm + 0.1185mm = 0.4198mm。

但请注意以下几点:1)通常,不允许将4张或更多的PP片材堆叠在一起,因为在压制时很容易发生滑板现象。

2)7628的PP通常不允许放置在外层,因为7628的表面相对粗糙,这会影响板的外观。

3)另外三张1080也不允许放在外层,因为按压时也容易出现滑板现象。

4)CORE一般选择大于0.11mm的六层普通2芯板和8层三芯板。

由于铜的厚度,理论厚度和测量厚度之间存在一定差异。

有关详细信息,请参阅图3-8。

图3-8理论厚度与实测厚度的比较从图3-7中可以看出,理论厚度和实测厚度之间存在差异,铜的厚度可以通过以下公式求和:铜厚