哪些因素会影响PCB电路板的阻抗?

描述

PCB电路板

PCB电路板的阻抗是影响信号完整性的关键参数,主要由以下因素决定:

核心影响因素

介质厚度(H)‌
信号层与参考地平面之间的间距,与阻抗呈正相关。厚度每增加10%,阻抗约提升8%-10%‌。例如,5G基站PCB因介质厚度偏差导致阻抗波动8%,需调整材料恢复设计值‌。

走线宽度(W)‌
线宽与阻抗呈负相关,宽度每增加10%,阻抗降低5%-7%‌。服务器PCIe 5.0信号因蚀刻后线宽缩小5%,导致阻抗偏差6%,需重新设计线宽补偿‌。

铜箔厚度(T)‌
铜厚增加会减小阻抗,每增厚10%,阻抗降低3%-5%‌。高频信号需控制铜厚偏差≤±10%以抑制趋肤效应‌。

介电常数(Er)‌
材料介电常数与阻抗呈负相关。FR-4材料在1GHz下介电常数约4.2,高频设计需考虑频率对Er的影响‌。

其他关键因素
线间距‌:增大间距可减少耦合电容,提高阻抗‌。
参考平面‌:距离减小会增大电容,降低阻抗;平面不连续或分割也会改变电流分布‌。
阻焊厚度‌:外层阻焊过厚会降低阻抗,通常假设为0.5mil‌。
制造工艺‌:蚀刻侧蚀导致线宽梯形变化,需通过工艺控制减少影响。
设计建议
高频场景‌:介质厚度偏差需≤±3%,线宽偏差≤±5%‌。
材料选择‌:根据频率匹配介电常数,如1080半固化片(Er=3.6)适用于高频‌。
仿真验证‌:使用HFSS等工具模拟线宽/介质厚度变化对阻抗的影响,确保反射控制在5%以内。

通过精准控制上述参数,可有效避免信号反射、衰减等问题,提升PCB可靠性。

审核编辑 黄宇

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