以嘉立創(chuàng)的層壓結(jié)構(gòu)圖為例

L1與L2、L3與L4之間的半固化片PP有不同的規(guī)格，厚度也不盡相同。

對(duì)于高層數(shù)的PCB或者高速傳輸線的PCB，我們總是希望用薄一些的PP，特別是高層數(shù)的PCB，有多個(gè)PP層，PP層越薄，在PCB總厚度一定的情況下，就可以組合更多的覆銅芯板，實(shí)現(xiàn)更多的銅層。

但PP也不能無限制地變薄，IPC-4101規(guī)則中，可提供的PP厚度最薄為106編織風(fēng)格，其樹脂含量為71%~72% ，厚度為2mil。在疊層設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用最薄PP厚度時(shí)，還需要考慮額外的限制因數(shù)，首先要考慮的是不同極性電路層之間的最小擊穿電壓。基于環(huán)氧或酚醛樹脂的層壓板的擊穿電壓至少為每密耳厚度1000伏，而PP最小厚度為2 mil，對(duì)于包含邏輯電路的常規(guī)產(chǎn)品中，擊穿電壓要求為DC 1500伏或更低，所以即使選用的最薄厚度的PP片，也可以滿足電氣強(qiáng)度要求。

另一個(gè)需要考慮的是PP樹脂的流動(dòng)后造成厚度不足，在層壓過程中，PP中重新熔化的樹脂會(huì)流動(dòng)填充到被蝕刻掉的銅箔空隙中，最終壓合后PP的厚度會(huì)減小，如果選擇的PP厚度過薄，則可能導(dǎo)致不同銅層間出現(xiàn)短路故障。從經(jīng)驗(yàn)上來看，PP的初始厚度必須至少為3 mil，才能避免這種風(fēng)險(xiǎn)，所以疊層的時(shí)候，需要避免單張使用106 的PP，以避免流膠之后PP層厚度不足出現(xiàn)短路故障。

PP片玻璃布編織風(fēng)格的影響

在設(shè)計(jì)10Gbps 以上速率的高速互聯(lián)差分線線時(shí)需要注意玻纖效應(yīng)的影響，上文有提到，剛性PCB的基材通常由樹脂以及編織玻璃布交聯(lián)形成穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)。

但樹脂的介電常數(shù)與玻璃的介電常數(shù)不一致，如下圖所示，1080編織風(fēng)格的PP，玻璃纖維之間的編織會(huì)形成一個(gè)空窗，在與樹脂交聯(lián)的時(shí)候，這個(gè)空窗區(qū)域會(huì)被樹脂填充，這就造成了信號(hào)傳輸過程中阻抗不一致的情況，會(huì)對(duì)高數(shù)據(jù)速率差分信號(hào)造成不利影響。

所以，當(dāng)為10Gbs或更高的數(shù)據(jù)速率差分線設(shè)計(jì)疊層時(shí)，要避免單獨(dú)使用106、1080和7628編織風(fēng)格的PP，可以考慮混合兩張不同編織風(fēng)格的PP，或者使用1067和1086這種新的“扁平化“編織風(fēng)格的PP。

選擇合適的銅箔厚度

銅箔被用作印刷電路板的導(dǎo)電層，剛性PCB中最常使用的銅箔為電解銅箔（ED銅箔），ED銅箔的制造，首先是將銅原料或廢銅線溶解于硫酸溶液中，然后在凈化后的硫酸銅/硫酸溶液中，將銅電鍍到由不銹鋼或鈦制作的圓柱形滾筒上。這種工藝產(chǎn)生的銅箔一面相對(duì)平滑、 有光澤，另一面較粗糙、無光澤，如下圖所示：

覆銅板上常見的銅厚為0.5盎司、1盎司和2盎司。1盎司約為0.035mm（1.4 mil），但I(xiàn)PC標(biāo)準(zhǔn)里允許板材廠商的覆銅板的厚度有±10%的公差，居于能省一點(diǎn)銅就多一點(diǎn)利潤(rùn)的原則?，基本上都是負(fù)公差，也就是板廠收到的初始板材的銅箔厚度1盎司是低于0.035mm（1.4 mil）的，而且，覆銅板在PCB板廠的工藝過程中，銅箔的預(yù)處理之后，還會(huì)再減少了 6 微米（0.236 mil）。

銅箔在PCB中有兩種用途。一是形成電源/地平面層，另一種是形成信號(hào)層。疊層設(shè)計(jì)時(shí)必須平衡銅箔的厚度，使銅的厚度一方面足夠厚，以滿足載流要求，另一方面又需要足夠薄，以滿足精確的蝕刻控制，對(duì)于信號(hào)層的銅厚來說，較小的線寬/線距要求，則需要選擇盡可能薄的銅厚。

對(duì)于高速信號(hào)傳輸線來說，由于趨膚效應(yīng)的影響，電流只在銅箔表面附近流動(dòng)，所以，對(duì)于高速信號(hào)傳輸線來說，使用更厚的銅箔并不會(huì)帶來更好的性能，也就是說，在信號(hào)層中使用厚度超過0.5盎司的銅并不能提高信號(hào)完整性，反倒是會(huì)造成蝕刻的問題。

所以，內(nèi)層銅厚通常為HOz，也即0.5盎司。

3. 計(jì)算阻抗

有幾種方法可以計(jì)算PCB中傳輸線的阻抗。其中包括一些在特定條件下適用的計(jì)算公式，這些公式允許使用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，在特定條件下的計(jì)算結(jié)果可以滿足±10%的阻抗公差要求，另外還可以使用各種商用軟件工具進(jìn)行計(jì)算，這些工具通過求解麥克斯韋方程來精確計(jì)算任意形狀的傳輸線阻抗。

基于公式的方法，簡(jiǎn)單易上手，而且還是免費(fèi)的，基于場(chǎng)求解器的商用軟件工具，功能強(qiáng)大，適用范圍廣，但要掌握軟件的使用方法學(xué)習(xí)成本高，更重要的是，商用軟件的授權(quán)費(fèi)用偏高。

在簡(jiǎn)單公式和求解麥克斯韋方程的商用軟件之間，還有一個(gè)計(jì)算PCB上傳輸線阻抗的方法就是使用嘉立創(chuàng)家免費(fèi)提供的嘉立創(chuàng)阻抗計(jì)算神器。

嘉立創(chuàng)阻抗神器提供了一些常用（或者說是合理）的疊層結(jié)構(gòu)，然后內(nèi)置了PP的介電常數(shù)，阻焊的介電常數(shù)，使得計(jì)算設(shè)計(jì)阻抗變得極為簡(jiǎn)單。

只需選擇需要的板子層數(shù)、板厚、內(nèi)層銅厚、阻抗層、參考層并輸入阻抗值、線距（差分阻抗）、線到銅的距離（共面阻抗），即可自動(dòng)計(jì)算出線寬及疊構(gòu)方案。

審核編輯：劉清

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