阻抗控制----结案报告.doc

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1、富山分公司2008年技术研发报告---阻抗控制公差＜+/-7%(结案报告)制作人：徐学军2008-9-25审核：核准：富山分公司2008年技术研发结案报告---阻抗控制公差＜+/-7%前言：在电子产品的信号传输时，传输线路的阻抗是影响其传输速度及质量的重要因素，PCB的特性阻抗（characteristic impedance, Z0）的高精度控制，成为了近一、两年来世界pcb业一个新的重要课题。在看作展示世界PCB及其基板材料一个前沿技术发展的窗口——日本印制电路2000年的展览会（JPCAShow 200

2、0）上，将它与绿色型基板、封装基板其它两项列为该届盛会中的三大“中心话题”。由此可见：特性阻抗（Z0）的高精度控制，已成为了PCB业内待解决的重要课题。本文针对PCB板阻抗的控制精度由+/-10%提高至+/-7%的方案进行研究探讨。专用名词解释：目前我公司设计的阻抗结构主要为：微带线及嵌入状微带线两种.微带线叠构阻抗（surfacemicrostrip）：外层为阻抗控制的信号层面。它和相连的对照层(Power或Ground层)中间用PP隔开，如下图（1）,通常指外层阻抗。图1：SurfaceMicrostri

3、p图2：Offsetstripline带状线阻抗（offsetstripline）﹕内层为阻抗线所在层次，它与顶层(或底层)及相临的参照层以介电层隔开，如下图2，H1=H2时称为对称式带状线阻抗，当H1≠H2时称为非对称式带状线阻抗。1.国内外技术现况分析从1985开始，就出现PCB产品的阻抗控制精度+/-15-30%的要求，随着计算机的发展，1997年针对电路800MHz频率信号DirecRambus 的DRAMRIMM模块（随机存储器）提出PCB的微带线等构造设计Z0精度±10％控制要求，为保证计算机主机

4、和交换机的内部电路实现高速的动作，要求电子产品与基板上的电路阻抗有很好的匹配，产品阻抗已经由+/-10%而需要进一步提高。对于目前行业中，一般产品的阻抗控制精度都是在+/-10-15%，从Sony、Samsung、Toshiba等国际客户及中兴、华为等国内客户的产品阻抗要求看，一般都要求在+/-10%以内，同时有部分客户已经开始询问我公司的阻抗是否有能力控制到更高至+/-7%或+/-5%，部分产品已经开始提出+/-7%或+/-5%、的阻抗控制需求，特别是现一些日本客户，阻抗控制项目多，且规格也越来越严，但对于

5、一些高精度阻抗控制上目前主要应用在高频、高速计算机及通讯行业。中国电子科技集团的一些研究所已经早已经开始在研究阻抗控制精度的提高问题，特别是一些高频高速的产品外，已经在考虑设计+/-5%的阻抗要求，目前国内的一些大的pcb生产厂家超声电子、华通、联能、美维、生益电子等其阻抗控制精度都做至+/-10%，其中在美维、生益等一些pcb生产厂家也有投入人力物力来研究提高阻抗控制精度，要求提高至+/-7%或+/-5%，而于一些pcb材料的制作厂家已经研发出低DK的板材，从而来帮助阻抗控制精度的提高。影响阻抗主要因子为线

6、宽、铜厚、介层厚度、材料DK（介电常数）等，根据目前PCB业界发展现况，目前行业中对于其各项目控制的水准如下：项目行业一般控制水准备注线宽+/-20%铜厚+/-10%介层+/-20%PPRC+/-2%材料DK+/-0.152.技术总体介绍2.1.阻抗控制过程介绍：对于有阻抗控制要求的PCB板，目前其生产厂家比较常见的做法就是在PCB的生产拼版板边适当位置设计一些阻抗试样---COUPON条，这些COUPON条具有与PCB相同的分层和阻抗线构造，是通过测试其COUPON条的阻抗来判定产品的阻抗。在设计阻抗试样前

7、会预先采用一些阻抗计算软件对阻抗进行模拟预测，依据客户的要求如叠构、线宽、介层厚度等选择一套合适的控制方案，让产品的阻抗更符合客户要求的阻抗。在使用软件设计预测ok后，产品就依据预测时的控制方案加以制作控制，最终对板边阻抗条进行量测，来预估板内的产品阻抗，整个产品阻抗的形成过程及相关主要制程如下：阻抗设计产品的制作阻抗的量测压合电镀线路制作SI8000软件阻抗测试仪2.1.阻抗控制技术介绍：阻抗控制精度的提高，主要是从产品的阻抗设计、制作两个方面进行提高，具体如下：（1）.阻抗的设计：图3.阻抗模拟软件界面阻

8、抗设计其实是利用阻抗模拟软件（可见上图3），根据客户阻抗要求，再依据叠构、材料别及制程特性，确定影响阻抗因子的控制水准，如介层厚度、产品铜厚、材料DK、阻抗线宽度等，所以要提高产品阻抗设计精度，需要从以下几个方面作改善：a.使用先进的精准度高的模拟软件，降低设计误差。b.选择合理模拟预测的方法，减少其预测与实测的差异。阻抗的预测是选择影响阻抗的因子的值，代入模拟软件中进行计算，得一符合客户要求的阻抗