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PCB线路板设计设备保持敏感度

  PCB单面线路板的设计需要接触很多专业性的数据和一些物理方面的知识,可以说是一门综合性的技术项目。想要制作出优质的线路板,不仅需要扎实的基础功底,同时对阻抗性也要保持敏感度,关于PCB板涉及的阻抗主要有以下几方面:

  印刷PCB电路板直流电通过导线时,会受到一个阻力,这个阻力称为电阻,符合为R,数值单位为“欧姆”(Ω)。

  电阻与电流和电压的关系是:R=V/I

  另外,电阻还与导体材料的电阻率(β),导线的长度(L),导体的截面积(S)有关。R=βL/S

  1、电阻

  交流电流流过一个导体时,所受到的阻力称为阻抗(Impedance),符合为Z,单位还是Ω。

  此时的阻力同直流电流所遇到的阻力有差别,除了电阻的阻力以外,还有感抗(XL)和容抗(XC)的阻力问题。

  为区别直流电的电阻,将交流电所遇到之阻力称为阻抗(Z)。

  Z=√R2+(XL-XC)2

  2、阻抗(Z)

  近年来,IC集成度的提高和应用,其信号传输频率和速度越来越高,因而在印制板导线中,信号传输(发射)高到某一定值后,便会受到印制板导线本身的影响,从而导致传输信号的严重失真或完全丧失。这表明,PCB导线所“流通”的“东西”并不是电流,而是方波讯号或脉冲在能量上的传输。

  3、特性阻抗控制(Z0)

  上述此种“讯号”传输时所受到的阻力,另称为“特性阻抗”,代表符号为Z0。

  所以,PCB导线上单解决“通”、“断”和“短路”的问题还不够,还要控制导线的特性阻抗问题。就是说,高速传输、高频讯号传输的传输线,在质量上要比传输导线严格得多。不再是“开路/短路”测试过关,或者缺口、毛刺未超过线宽的20%,就能接收。必须要求测定特性阻抗值,这个阻抗也要控制在公差以内,否则,只有报废,不得返工。

  多层板信号传输线的特性阻抗Z0,目前要求控制范围通常是:50Ω±10%,75Ω±10%,或28Ω±10%。

  控制住的变化范围,必须考虑四大因素:

  (1)信号线宽W;

  (2)信号线厚T;

  (3)介质层厚度H;

  (4)介电常数εr。

  影响最大的是介质厚度,其次是介电常数,导线宽度,最小是导线厚度。在选定基材后,εr变化很小,H变化也小,T较易控制,而线宽W控制在±10%是困难的,且线宽问题又有导线上针孔、缺口、凹陷等问题。从某种意义上说,控制Z0,最有效最重要的方法是控制调整线宽。

  掌握这些物理性质的数据对于PCB设计会有很大的帮助,有经验的技术人员会考虑周全各方面因素,以免最后出现质量问题,这并非仅仅依靠经验,更多是对物理性质的充分理解。

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