技術指導：阻抗設計說明
2022-10-08 18:08
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隨著科學技術的進步，集成電路的發展和應用，電子信號傳輸頻率和速度越來越高，要求PCB的導線提供高性能的傳輸線，將輸出端的信號完整、準確的傳送到接收器件的輸入端，從而對阻抗匹配提出了要求。
阻抗(Electrical Impedance)是電路中電阻、電感、電容對交流電的阻礙作用的統稱。阻抗常用Z表示，單位是歐姆 Ω，對于一個具體電路，阻抗不是不變的，其數值由交流電的頻率、電阻R、電感L、電容C相互作用來決用，隨著頻率變化而變化。
阻抗匹配(Impedance Matching)是指信號源或傳輸線與負載之間一種合適的匹配方式，分為低頻和高頻。因為頻率和波長反比，在低頻電路中，波長相對于傳輸線來說很長，傳輸線可以看成是“短線”，反射可以不考慮。而在高頻電路中，波長很短，當信號的波長短得跟傳輸線長度可以比擬時，反射信號疊加在原信號上將會改變原信號的形狀，從而影響信號質量。
如上圖，信號從信號源A輸出，經過中間的傳輸線進入到接收端B。在傳輸過程中三者內部會有一些寄生的電阻，電容，電感，對高速線號的傳輸產生阻礙的作用。當信號在這3者間傳輸時，如果相鄰部分的阻抗不一致，信號就會在接觸點發生反射，從而導致信號失真。
通過阻抗匹配可有效減少、消除高頻信號反射。常規的阻抗線主要分為如下四種：
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阻抗設計注意事項：
（1）阻抗線可以設計在外層（如上表四種形式均為外層阻抗），也可以設計在內層
（2）阻抗值的大小依產品設計及芯片類型定，一般的情況下，元器件廠商有設定好信號源和接收端的阻抗的（如SDIO：單端50ohm，USB：差分90ohm）
（3）阻抗線一定要有阻抗參考層，一般以相鄰的接地或電源層做參考層（如頂層阻抗線，那么參考層一般為第二層）
（4）阻抗參考層作用是為了給信號提供回流路徑，并起電磁屏蔽作用，因此阻抗線對應的參考層位置必須是實心銅皮覆蓋。
（5）阻抗線的影響因素：
00000線寬：阻抗線寬與阻抗值成反比，線寬越細，阻抗值越高
00000介電常數：介電常數與阻抗值成反比，介電常數越低，阻抗值越高
00000防焊厚度：防焊厚度與阻抗值成反比，防焊厚度越厚，阻抗值越低
00000銅厚度：面銅厚度與阻抗值成反比，銅厚越薄，阻抗值越高
00000線距：阻抗線距與阻抗值成正比，間距越大，阻抗值越高
00000介層厚度：介層厚度與阻抗值成正比，介層越厚，阻抗值越高
（6）阻抗線的計算方法：推薦采用嘉立創“阻抗神器”（點此直達），也可以自行下載阻抗計算軟件（如SI9000），結合我司層壓參數計算。
（7）關于“線寬線隙”的一點小提示：線寬指的是線的粗細，同一根線的一個邊緣到另一個邊緣的距離，線隙指的是到不同的線邊緣到線邊緣（或銅邊緣）的距離
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阻抗下單說明：
需要做阻抗管控的，一定要把您的阻抗要求以"表格"或"圖示"的方法，連同PCB文件一起壓縮下單。
（1）打開嘉立創“阻抗神器”，輸入阻抗值并選擇對應的層次板厚等相關參數，并在工程資料中設計好對應的線寬線隙，下單時選擇對應的層疊結構及阻抗管控公差+/-10%
（2）對于不便修改線寬線隙調整阻抗的，也可以選擇自定義結構由我們工程代為計算并調整阻抗線寬線隙。
重要提醒：
1）目前我們多層板的阻抗測試頻率是1G以內的，超過1G的請選用高頻板材料。
2）下單系統"阻抗管控"選擇"+/-10%"的，我們工廠會按這個公差選項來管控阻抗的。
3）選擇"無要求"或"+/-20%"的，我們不管控阻抗，只管控線寬線隙在+/-20%公差內（雙面板暫時不管控阻抗）
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