阻抗计算│软硬结合板篇

问1：什么是软硬结合板? 

答：PCB线路板（硬板）是重要的电子部件，FPC是柔性线路板（软板），具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点；软硬结合板就是柔性线路板与硬性线路板经过压合等工序，按相关工艺要求组合在一起的板。

问2：软硬结合板如何计算控制阻抗？

答：一般PCB工程师日常很少遇到软硬结合的产品，对于软硬结合的阻抗了解就更加少了；为了解决PCB工程师对软硬结合板阻抗计算的困惑，本文将以华秋DFM软件的相关操作为例，为大家讲解软硬结合板阻抗的计算要点。

一、软硬板的阻抗注意事项

1、硬板模版参数填写

H1：半固化片的介质厚度，要填写残铜流胶后的介质厚度。

Erl：介电常数，一般板材常规是4.2，如果是特殊板材要填写板材的介电常数。

W1：设计的阻抗线宽。

W2：线面宽度在线底宽度W1-0.5mil。

S1：设计的差分阻抗线距。

T1：内层H/Hoz，铜厚按0.6mil计算，内层1/1oz，铜厚按1.2mil计算，外层成品铜厚1/1oz，铜厚按1.4mil计算，外层成品铜厚2/2oz，铜厚按2.4mil计算。

C1：基材上的阻焊厚度0.8mil。

C2：铜面上的阻焊厚度0.5mil。

C3：差分阻抗线之间的阻焊厚度0.8mil。

CEr：阻焊的介电常数3.5mil。

2、软板模版参数填写

H1：介质厚度，即基材的PI厚度，PI厚度与粘合材料的粘合厚度。

Erl：介电常数，基材的DK值，不同品牌的材料和厚度的DK值不相同，正常范围为3.15~4.2。

W1：设计的阻抗线宽。

W2：线面宽度在线底宽度W1-0.5mil。

S1：设计的差分阻抗线距。

T1：铜的厚度，12um为0.45mil，18um为7mil，35um为1.4mil。

C1：基材上的覆盖层厚度50um为2mil。

C2：铜面上的覆盖层厚度28um为1mil。

C3：差分阻抗线之间的覆盖层厚度50um为2mil。

CEr：覆盖层的DK值，1/2mil覆盖层为2.45，1mil覆盖层为3.4。

华秋DFM软件可以配置残铜率，残铜率默认是70%，如其他默认的参数需要调整，可以在参数配置里面填写修改，保存即可。

二、计算阻抗匹配介质厚度压合图

1、硬板叠层图

1） 华秋DFM软件可以自动生成叠层图，也可以手动填写层数、板厚、铜厚等，用叠层图的介质厚度匹配阻抗。

2） 如需调整叠层结构，华秋DFM软件里面有自带板材、半固化片（PP）及铜箔的库，可根据需要自行选择。

3） 在叠层结构需要更改的参数位置点击右键，可根据需要进行添加、替换或删除；弹出的窗口是华秋DFM软件自带的物料库，有芯板、光板、PP、铜箔可供选择。

2、添加物料及修改

华秋DFM软件的板材、PP、铜箔库修改，物料库存放的路径在软件安装目录material文件夹下面，物料库的文件是Excel电子档格式，打开修改里面的参数即可；没有的板材可以在里面增加或更改，比如软板的材料。

3、FPC材料选择

1） FPC材料PI包含有胶电解、无胶电解、有胶压延、无胶压延，有胶和无胶的区别在于有胶会厚一点，不是很柔软，无胶的柔软性要好一些，电解铜和压延铜的区别在于压延铜的延展好性，耐弯折，但贵些，颜色是铜面黄发黑，电解铜是铜面偏红色延展性要差一些。

2） FPC材料PI影响阻抗的因素，介质常数有胶和无胶材料不同，阻抗控制有差别；贴电磁膜的阻抗不好控制，每家电磁膜的结构不同，算出来的阻抗影响很大，一般的解决方法是先根据经验计算阻抗打样生产测试阻抗，设计不满足阻抗再做调整。

4、阻抗计算列表操作

1） 在华秋DFM软件中输入阻抗控制要求值，再选择阻抗层，找到阻抗对应的模板，再输入原始线宽线距，如参考层特别比如隔层参考，需要手动选择参考层。

2） 参数输入完毕后点击全部计算，计算结果为绿色则计算正确，若为红色需要调整线宽线距或者介质厚度。

3） 右上角可以更改单位（mil/mm），左下角则可以添加多组阻抗。

4）全部计算为根据线宽线距计算阻抗值，全部反算为根据阻抗要求值计算线宽线距。

三、软硬结合处阻抗分别计算

设计文件的阻抗线在软板区域和硬板区域进行计算和控制阻抗时，分别根据软板、硬板的压合图中的软、硬板介质厚度来调整阻抗。

在客户需要阻抗值并提供叠层结构图，那么我们该怎么做才能满足客户要求的阻抗?

第一步：预估制作合理的压合图。

第二步：调整线宽线距，共面的线到铜距离。

第三步：调整压合结构图的介质厚度。

第四步：调整介电常数以及铜厚。

调整后满足阻抗值，如涉及到改变用户要求的参数需与客户协商做调整。

以上对软硬结合板的阻抗计算，详细讲解了其方法及要领，主要使用工具华秋DFM软件，其阻抗计算功能非常强大，压合图可以与阻抗计算的线宽线距相交互，操作也简单，非常实用，可帮助工程师们提升工作效率。

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审核编辑 黄宇