最初对PCB确立±10%的 控制精度 要求是由中800M信号的Direc Rambus 型的DRAM模块（RIMM）应用所提出的，这是为了保证计算机主机和交换机的内部电路实现更高速的动作。不仅搭载RIMM的计算机产品，而且很多的电子产品也需要基板上的电路能很好地与之匹配，一些客户相应使用的PCB板件的特性阻抗控制精度不在局限于原来的±15%或±10%，有的阻抗控制精度要求提高到±8%甚至±5%，这对PCB制造厂来说确实是很大的挑战。本文主要针对如何满足客户严格的阻抗控制精度要求方面进行阐述，希望能对PCB制造业同行有所帮助。
　　2、阻 抗 控 制 精 度 分 析
　　一般多层板的传输线系统要达到60±10%Ω还算容易，但要达到75±5%Ω，甚至50±5%Ω时就会有点难度,误差5%即使对于技术规格要求较高的应用而言也是不常见的，但还是有一些客户对阻抗控制精度提出了±5%的要求，现举例来说明。
　　以下是我司生产的一种板件，该板的要求：4层板，完成板厚1.0±0.10mm，板材采用FR4，客户有指定的叠层结构，见下图
　　其中TOP层有单线阻抗要求，参考层为第2层，其中单线阻抗线宽W1要求12.0MIL,阻抗要求50±5%Ω（50±2.5Ω），其结构如下：
　　对于客户如此严格的阻抗控制精度要求,如何去满足?下面来谈谈我们公司是如何去进行控制的。
　　2.1 PCB特性阻抗的模拟计算
　　对于有阻抗控制要求的板，目前，PCB工厂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，这些阻抗试样具有与PCB相同的分层和阻抗线构造。在设计阻抗试样前会预先采用一些阻抗计算软件对阻抗进行模拟计算，以便对阻抗进行预测。其中英国POLAR公司开发的CITS测试系统及计算软件自1991年起已经为许多PCB制造商所使用，而且操作简单、具有强大的功能计算能力。但不管该系统功能有多强大，其计算能力及计算阻抗的场求解工具都依赖于使用“理想的”材质，模拟计算的结果与实际测量的阻抗结果之间总会存在一定的偏差。因此，对于客户阻抗控制精度要求±5%的情况下,采用计算精度比较高的软件进行较为准确的模拟预测就显得尤为重要了。为此，我们采用英国POLAR公司开发的最新计算软件Polar SI8000K 控制阻抗快速解算器进行模拟预测，由于客户要求：为了满足50±5%Ω的阻抗允许PCB厂可对叠层结构做适当调整,而阻抗线宽不可调整,为此,模拟结果如下：
　　根据上面的模拟结果可看出,为了满足客户50Ω阻抗要求,需将客户原有TOP层到第2层的介质层厚度9mil调整为7mil,同时，为了满足客户完成板厚，需将芯板厚度也做相应调整。结合内层线路的布线密度,调整为如下叠层结构：
　　2.2 PCB的生产过程控制
　　2.2.1采用平行光曝光机进行生产
　　因为非平行光是属于点光源,发射的光是散射的光,因此,这些光线透过菲林底片进入感光干膜或其他液态抗蚀刻剂膜等是呈各种各样角度曝光的,经过曝光显影出来的图形与底片上的图形会有一定的偏差，而平行光是以垂直方向照射到感光干膜或其他液态抗蚀刻剂膜进行曝光的，因此，感光层上曝光出来的导线宽度会十分接近菲林底片上的导线宽度，这样，可以得到更为准确的导线宽度，从而减少这种偏差对阻抗带来的影响。
　　2.2.2 外层基铜选用薄铜箔
　　由于精细线路的迅速发展，薄铜箔已得到大量的发展并被全面使用，铜箔厚度已由早些年的1OZ走向1/2OZ为主，而且早也开发出1/3OZ和 1/4OZ，甚至更薄的如1/7OZ铜箔。因为较薄的铜箔厚度有利于制造和控制导线宽度及导线的完整性，从而有利于保证阻抗控制精度。由于客户对外层铜厚要求为1OZ, 因此，对于该四层板压合时外层我们选用了1/3OZ 铜箔进行压合，再经过后面的电镀后即可达到客户表面铜厚1OZ的铜厚要求，这样既满足了客户表面完成铜厚的要求，又有利于蚀刻时对导线宽度均匀性的控制。
　　2.2.3 采用铜箔通电加热压机层压
　　层压机的加热方式有电加热和蒸汽加热两种，而我公司所使用的是意大利CL公司采用ADARA技术生产的多层真空压机，该系统利用成卷的铜箔环绕着半固化片及内层板的叠层一层一层叠板，在层压机内对铜箔通电，达到加热的效果，温度分布，整个叠板的温度分布可到达177±2°C，由于加热快，温度分布均匀，压合过程中树脂流动性比较均匀，层压出来的板的板厚平整度可达到±0.025mm，层间介质层的厚度比较均匀。
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深入浅出谈多层面板布线技巧（4）——四层板
助理工程师
11:39:12　　
24399&查看
& && && & 多层板的层设置当初困扰了我好几天，就是没搞懂plane和layer的区别。看别人的多层板也没看懂，以为多层板的中间的地平面和电源平面也是应该像双面板那样敷铜来实现，但是别人的多层板文件里面又没有大块的敷铜。按照别人那样设置了层后，在中间的2层根本没法敷铜，pcb布板书籍上也没有讲到多层板的层设置。后来用plane和layer作为关键词百度了一下才搜到一篇文章，搞明白了pcb的正负片之分。本来想把那篇文章转载过来，但又没找到了。还是自己写写，以便和我一样初次做多层板，有一样困惑的人能够search到。
& && && & pcb的制作有正负片之分，正片就是我们平常理解的那样，画线的地方有铜皮，没画线的就没有。负片则是画线的地方没有铜皮，没画线的地方才有铜皮。
& && && &双面板的底层和顶层都是正片做的。在多层板里面，对于地平面和电源平面这样大块铜皮的层，一般用负片在制作，负片的数据量小，只需要将整个平面做一定的切割。正片就是layer，负片就是plane。在protel的层设置里面就有add layer和add plane两种新建层的命令。在正片可以走线，敷铜，放置过孔和元件等，在负片上只能通过画line来切割平面，切割开的每个部分可以单独设置net，不能在负片上走线、敷铜。当然也可以用正片加敷铜来实现地平面和电源平面，但是无疑负片更适合，数据量更小，pcb工厂也方便加工，添加过孔后也不用rebuild。敷铜的每一个改变都需要rebuild，使得软件运行速度很慢。
乱七八糟的说了这么多，总结起来就一句话，多层板的电源层和地层用plane，信号层用layer。
& && && & 选用四层板不仅是电源和地的问题，高速数字电路对走线的阻抗有要求，二层板不好控制阻抗。33R电阻一般加在驱动器端，也是起阻抗匹配作用的；布线时要先布数据地址线，和需要保证的高速线；　　在高频的时候，PCB板上的走线都要看成传输线。传输线有其特征阻抗，学过传输线理论的都知道，当传输线上某处出现阻抗突变(不匹配)时，信号通过就会发生反射，反射对原信号造成干扰，严重时就会影响电路的正常工作。采用四层板时，通常外层走信号线，中间两层分别为电源和地平面，这样一方面隔离了两个信号层，更重要的是外层的走线与它们所靠近的平面形成称为“微带”(microstrip) 的传输线，它的阻抗比较固定，而且可以计算。对于两层板就比较难以做到这样。这种传输线阻抗主要于走线的宽度、到参考平面的距离、敷铜的厚度以及介电材料的特性有关，有许多现成的公式和程序可供计算。
　　33R电阻通常串连放在驱动的一端(其实不一定33欧，从几欧到五、六十欧都有，视电路具体情况) ，其作用是与发送器的输出阻抗串连后与走线的阻抗匹配，使反射回来(假设解收端阻抗没有匹配) 的信号不会再次反射回去(吸收掉)，这样接收端的信号就不会受到影响。接收端也可以作匹配，例如采用电阻并联，但在数字系统比较少用，因为比较麻烦，而且很多时候是一发多收，如地址总线，不如源端匹配易做。
　　这里说的高频，不一定是时钟频率很高的电路，是不是高频不止看频率，更重要是看信号的上升下降时间。通常可以用上升(或下降) 时间估计电路的频率，一般取上升时间倒数的一半，比如如果上升时间是1ns，那么它的倒数是1000MHz，也就是说在设计电路是要按500MHz的频带来考虑。有时候要故意减慢边缘时间，许多高速IC其驱动器的输出斜率是可调的.& && & 下就以四层板设计为例，阐述多层板布线时所应该注意的事项&&1、 3点以上连线，尽量让线依次通过各点，便于测试，线长尽量短。
2、 引脚之间尽量不要放线，特别是集成电路引脚之间和周围。
3、 不同层之间的线尽量不要平行，以免形成实际上的电容。
4、 布线尽量是直线，或45度折线，避免产生电磁辐射。 　
5、 地线、电源线至少10-15mil以上（对逻辑电路）。 　　
6、 尽量让铺地多义线连在一起，增大接地面积。线与线之间尽量整齐。 　
7、 注意元件排放均匀，以便安装、插件、焊接操作。文字排放在当前字符层，位置合理，注意朝向，避免被遮挡，便于生产。 　　
8、 元件排放多考虑结构，贴片元件有正负极应在封装和最后标明，避免空间冲突。 　　
9、 目前印制板可作4—5mil的布线，但通常作6mil线宽，8mil线距，12/20mil焊盘。布线应考虑灌入电流等的影响。 　
10、功能块元件尽量放在一起，斑马条等LCD附近元件不能靠之太近。 　
11、过孔要涂绿油（置为负一倍值）。 　
12、电池座下最好不要放置焊盘、过空等，PAD和VIL尺寸合理。 　
13、布线完成后要仔细检查每一个联线（包括NETLABLE）是否真的连接上（可用点亮法）。 　　14、振荡电路元件尽量靠近IC，振荡电路尽量远离天线等易受干扰区。晶振下要放接地焊盘。 　　
15、多考虑加固、挖空放元件等多种方式，避免辐射源过多。 　
16、设计流程： 　　
A：设计原理图；B：确认原理；C：检查电器连接是否完全；D：检查是否封装所有元件，是否尺寸正确；E：放置元件；F：检查元件位置是否合理（可打印1：1图比较）；G：可先布地线和电源线；H：检查有无飞线（可关掉除飞线层外其他层）； I：优化布线；J：再检查布线完整性；K：比较网络表，查有无遗漏；L：规则校验，有无不应该的错误标号；M：文字说明整理；N：添加制板标志性文字说明；O：综合性检查 结束语：四层板的两个中间层实际上多用做电源层和地层，注意电源、地平面的安排，电源、地就近打过孔与电源、地平面相连。
助理工程师
11:57:46　　
多层板一定要做到横平竖直，也就是说，顶层水平布线，则第二信号层或第三信号层要垂直布线。
14:17:12　　
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还是学习中.。。
头像被屏蔽
14:31:30　　
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
14:44:07　　
学习，4层板到目前为止还没画过。
23:23:38　　
nice 非常好，解决了我这个初学者的痛苦。
23:23:49　　
nice 非常好，解决了我这个初学者的痛苦。
助理工程师
19:30:41　　
23:08:07　　
还没有画过四层板&&学习下
18:14:45　　
好东西，正在学习中
11:38:31　　
nice 非常好，解决了我这个初学者的痛苦
助理工程师
22:27:04　　
感谢楼主分享！！！！！！！！！！
09:27:06　　
刚现在流行卡住了看看
15:21:43　　
还没画过四层板，学习了& && && && && &
助理工程师
15:01:12　　
& && && && && && & 谢谢分享
15:06:23　　
写的挺好的
08:55:07　　
我也是初学者，学习学习！！！！！！！！！！
22:55:55　　
楼主高手，谢谢分享，很有感悟
09:47:48　　
谢谢大神分享，学习了，很有感悟
15:57:23　　
楼主大神， 谢谢分享
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高级工程师
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这个好东东。。。。。。。
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一起学习 有好的心得希望分享到坛子里
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要仔细看哟
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先谢后看好习惯
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O(∩_∩)O哈哈~，看看学习下~~~~
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good 找了很久的分析工具
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呵呵 有用吧
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下载受用，谢谢
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