1.表面微帶線及特性阻抗
表面微帶線的特性阻抗值較高并在實際中廣泛采用，它的外層為控制阻抗的信號線面，它和與之相鄰的基準面之間用絕緣材料隔開，特性阻抗的計算公式為：
a.微帶線(microstrip)
Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]其中，W為線寬，T為走線的銅皮厚度，H為走線到參考平面的距離，Er是PCB板材質的介電常數(shù)(dielectric constant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情況才能應用。
b.帶狀線(stripline)
Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(0.8W+T)]}其中，H為兩參考平面的距離，并且走線位于兩參考平面的中間。此公式必須在W/H<0.35及T/H<0.25的情況才能應用
從公式可以看出影響特性阻抗的主要因素是（1）介質常數(shù)Er，（2）介質厚度H，（3）導線寬度W，（4）導線銅的厚度T，因而可知特性阻抗與基板材料（覆銅板材）關系是非常密切的，故選擇基板材料在PCB設計中非常重要。
2.材料的介電常數(shù)及其影響
材料的介電常數(shù)是材料的生產(chǎn)廠家在頻率為1Mhz下測量確定的，不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的同種材料由于其樹脂含量不同而不同。本研究以環(huán)氧玻璃布為例，研究了介電常數(shù)與頻率變化的關系，介電常數(shù)是隨著頻率的增加而減小，所以在實際應用中應根據(jù)工作頻率確定材料的介電常數(shù)，一般選用平均值即可滿足要求，信號在介質材料中傳輸速度將隨著介質常數(shù)增加而減小，因此要獲得高的信號傳輸速度必須降低材料的介質常數(shù)，同時要獲得高的傳輸速度就必須采用高的特性阻值，而高的特性阻值必須選用低的介質常數(shù)材料。
3.導線寬度及厚度的影響
導線寬度是影響特性阻抗變化的主要參數(shù)之一，圖以表面微帶線為例，說明阻抗值與導線寬度的關系。從圖中可以看到當導線寬度改變0.025mm時就會引起阻抗值相應的變化5-6歐姆，而在實際生產(chǎn)中如果控制阻抗的信號線面使用18μm銅箔，可允許的導線寬度變化公差為±0.015mm，如果控制阻抗的變化公差為35μm銅箔，可允許的導線寬度變化公差為0.025mm，由此可見，生產(chǎn)中所允許的導線寬度變化會導致阻抗值發(fā)生很大的改變，導線的寬度是設計者根據(jù)多種設計要求確定的，它既要滿足導線載流量和溫升的要求，又要得到所期望的阻抗值。這就要求生產(chǎn)者在生產(chǎn)中應該保證線寬符合設計要求，并使其變化在公差范圍內(nèi)，以適應阻抗的要求。導線厚度也是根據(jù)導體所要求的載流量以及允許的溫升確定的。在生產(chǎn)中為了滿足使用要求，鍍層厚度一般平均為25μm，導線厚度等于銅箔厚度加上鍍層厚度。需要注意的是電鍍前一度要保證導線表面清潔、不應粘有殘余物和修板油黑，而導致電鍍時銅沒有鍍上，使局部導線厚度發(fā)生變化影響特性阻抗值。另外在刷板過程中一定要小心操作，不要因此而改變了導線厚度，導致阻抗值發(fā)生變化。
4.介質厚度H的影響
從公式中可看出特性阻抗是與介質厚度的自然對數(shù)成正比的，因而可知介質厚度越厚其阻抗值越大，所以介質厚度是影響特性阻值的另一個主要因素。因為導線寬度和材料的介電常數(shù)在生產(chǎn)前就已經(jīng)確定，導線厚度工藝要求也可作為一個定值所以控制層壓厚度（介質厚度）是生產(chǎn)中控制特性阻抗的主要手段。從圖可以得出特性阻抗值與介質厚度變化之間的關系。由圖中可以看出當介質厚度改變0.025mm時，就會引起阻抗值相應的變化+5-8歐姆，而在實際生產(chǎn)過程中，所允許的每層層壓厚度變化將導致阻抗值發(fā)生很大的改變。在實際生產(chǎn)中是選用不同型號的半固化片作為絕緣介質，根據(jù)半固化片的數(shù)量確定絕緣介質的厚度。以表面微帶線為例：生產(chǎn)過程中可以參照圖。確定相應工作頻率下絕緣材料的介電常數(shù)，然后利用公式計算出相應的阻抗值，再根據(jù)用戶提出的導線寬度值和計算阻抗值，通過圖查出相對應的介質厚度，然后根據(jù)所選用的覆銅板和銅箔的厚度確定半固化片的型號和張數(shù)。
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PCB電路板加工對阻抗控制的影響和解決方法
瀏覽：2970 發(fā)布日期：2023/6/8 19:14:23