里面有针对PCB的阻抗知识简单做了下分享,但是如何使用软件进行PCB的阻抗计算分析没有聊过,今天就和大家一起简单介绍一下利用阻抗软件工具对PCB的阻抗计算方法,进行个入门。
说是聊使用方法,可能更多是聊一个使用思路,大家在看的时候要注意。
在行业里,不管板厂还是设计端,当前使用最多的软件就是Polar, 其版本包括Si6000,Si8000,Si9000.
英语版,是不是看起来有点复杂,这个界面就感觉让人看着心累,好在华秋DFM软件里也集成了阻抗计算软件,打开DFM软件,“工具”—–“阻抗计算”,我们看看:
整个布局界面清爽很多,全是中文字,符合我们国人习惯。
阻抗计算的大概步骤是:
一、确认压合结构
指板厚、铜厚、叠层等信息。
二、确认阻抗表:
输入要控制的阻抗值,确认阻抗线是特性阻抗还是差分阻抗(也就是阻抗模型,如上图图片属于其中一种模型)、阻抗设计值多少,阻抗线在哪层、参考层是哪层,在软件中选择合适的阻抗模型,设计的线宽、线距、或介质厚度来改变阻抗值 。
比如以上图中红色表示,其中50欧的单端阻抗和100欧的差分阻抗不满足要求
三、阻抗计算:
通过压合结构和阻抗表的确认,在软件中给出可以满足阻抗值要求的相关数值,比如线宽、线距等(有些常规固定参数可以直接填写,如绿油厚度)
可以反复调整这里的参数来看阻抗表中的阻抗值是否达到要求。比如原始线距8MIL,阻抗值达不到要求,但改成5MIl后达到要求,那就说明要把PCB上线线距改为5mil,当然也有可能因为空间问题,改5MIL空间上也不够,那就只能过其更改其它参数来调整,如材料介质等。
举个简单案例:
以下是某四层PCB(板厚1.6MM,铜厚1OZ)的不同线路的关键线路阻抗要求,我们要确认能否满足
这是一组USB的差分信 线、在顶层。
在阻抗模型里这属于共面差分(图片的大铜皮隐藏了)
这是数据线地址线、在顶层和第三层都有。
在阻抗模型里这属于单端
根据以上信息,我们在软件里进行信息填写层数,板厚,铜厚
针对芯片、光板、PP、铜箔因为参数都不一样,有非常多种类,这里可以右键进行替换更改,(相关参数板厂工程更清楚,可以找他们咨询,记住,不同厂家都不一样,不能全套用)
以上填写的是叠层资料
下面填写阻抗表
这里增加了三组阻抗表,因为50欧的阻抗在L1层和L3层都有,所以需要分开来添加。
100欧的差分阻抗线,选择L1层,因为在顶层,阻抗模式就是共面差分(共地面),因为是顶层,所以没有上参考层,下参考层肯定是L2,线宽线路就根据你PCB上的实际数值填写,到大铜皮的距离也是和实际填写。
50欧的写法和上面一样的思路,这里解释下,因为50欧的阻抗线全是单端主抗,所以不存在线路的说法,同时周边也没有大铜皮,所以不存在到铜距离的说法。
下面再看看阻抗计算(这是L3层的为例)
这是L1层的单端
这里面要填的参数如阻焊介电常数,阻焊厚度,板材介电常数等都是需要从PCB板材厂得到,不同板厂PCB不一样,材料不一样,参数都会有或多或少的区别,这些小区别就会带来明显的阻抗差异。
这一点大家要知道。所以当你和你对你合作的板厂非常熟悉他们材料时,可以自己计算,否则就需要问板厂让其提供参数,或由PCB工程自己计算,然后和你沟通是否会涉及到调整。
大家会发现阻抗表和阻抗计算都有“计算”,这两个其实是联动的,当你在“阻抗表计算时,”阻抗计算”里也会同时变动参数。
计算完成后,阻抗表的计算结果会显示阻抗值:
红色表示阻抗值不在范围,可能需要调线宽,线距、甚至介质来解决(如PP厚度),一般工程会用不同的数值在软件里填写来验证计算,看下什么参数能满足要求,如果通过材料改变或改小线宽可以解决就由板厂解决,如果要更改间距,或加大线宽等才能解决,这一类操作板厂完成不了,一般由客户修改资料解决。
绿色表示阻抗值在范围,PCb不用更改,PCb的材料参数也满足要求,可以正常生产。
有些参数是默认,有的介质参数也需要自己合作的板厂提供才能得到更准确的值,或者用一些通用的值,可能朋友发现怎么有这么多参数,头大
其实不用紧张,这么多参数只要在满足你的性能要求时,(比如你的电路板铜厚要求1OZ,阻抗100欧,但可能经过计算发现,线宽线距因工艺限制不能调,PP片合适厚度此厂家刚好没有,只能把1OZ改0.5OZ才能满足阻抗,这时就看你能不能接受,如果能接受,那就通过改铜厚解决阻抗问题),同时也能满足你的阻抗要求,那就可以根据不同情况变化参数,因为最终只要达到阻抗就行,这样好理解一点。
有兴趣的朋友可以下载DFM工具自行研究。
DFM工具下载
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