PCB設(shè)計(jì)之阻抗匹配設(shè)計(jì)方案

為保證信號(hào)傳輸質(zhì)量、降低EMI干擾、通過相關(guān)的阻抗測試認(rèn)證，需要對(duì)PCB關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行阻抗匹配設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)指南是綜合常用計(jì)算參數(shù)、電視機(jī)產(chǎn)品信號(hào)特點(diǎn)、PCB Layout實(shí)際需求、SI9000軟件計(jì)算、PCB供應(yīng)商反饋信息等，而最終得出此推薦設(shè)計(jì)。適用于大部分PCB供應(yīng)商的制程工藝標(biāo)準(zhǔn)和具有阻抗控制要求的PCB板設(shè)計(jì)。

一、 雙面板阻抗設(shè)計(jì)

100歐姆差分阻抗推薦設(shè)計(jì)①、包地設(shè)計(jì)：線寬、間距 7/5/7 mil地線寬度≥20mil信號(hào)與地線距離6mil，每400mil內(nèi)加接地過孔；②、不包地設(shè)計(jì)：線寬、間距 10/5/10mil差分對(duì)與對(duì)之間距離≥20mil（特殊情況不能小于10mil）建議整組差分信號(hào)線外采用包地屏蔽，差分信號(hào)與屏蔽地線距離≥35mil（特殊情況不能小于20mil）。90歐姆差分阻抗推薦設(shè)計(jì)①、包地設(shè)計(jì)：

線寬、間距 10/5/10mil地線寬度≥20mil信號(hào)與地線距離6mil或5mil，每400mil內(nèi)加接地過孔；②、不包地設(shè)計(jì)：

線寬、間距 16/5/16mil差分對(duì)與對(duì)之間距離≥20mil建議整組差分信號(hào)線外采用包地屏蔽，差分信號(hào)與屏蔽地線距離≥35mil（特殊情況不能小于20mil）。要領(lǐng)：優(yōu)先使用包地設(shè)計(jì)，走線較短并且有完整地平面可采用不包地設(shè)計(jì)；計(jì)算參數(shù)：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介電常數(shù)4.4+/-0.2，銅厚1.0盎司（1.4mil）阻焊油厚度 0.6±0.2mil，介電常數(shù) 3.5+/-0.3

圖1 包地設(shè)計(jì)

圖2 不包地設(shè)計(jì)

二、 四層板阻抗設(shè)計(jì)

100歐姆差分阻抗推薦設(shè)計(jì)線寬、間距 5/7/5mil差分對(duì)與對(duì)之間距離≥14mil(3W準(zhǔn)則)注：建議整組差分信號(hào)線外采用包地屏蔽， 差分信號(hào)與屏蔽地線距離≥35mil （特殊情況不能小于20mil）。90歐姆差分阻抗推薦設(shè)計(jì)線寬、間距 6/6/6mil差分對(duì)與對(duì)之間距離≥12mil(3W準(zhǔn)則)要領(lǐng)：在差分對(duì)走線較長情況下，USB的差分線建議兩邊按6mil的間距包地以降 低EMI風(fēng)險(xiǎn)（包地與不包地，線寬線距標(biāo)準(zhǔn)一致）。計(jì)算參數(shù)：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介電常數(shù)4.4+/-0.2，銅厚1.0盎司（1.4mil）半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil)，介電常數(shù)4.3+/-0.2阻焊油厚度 0.6±0.2mil，介電常數(shù) 3.5+/-0.3疊層結(jié)構(gòu)：絲印層阻焊層銅皮層半固化片覆銅基板半固化片銅皮層阻焊層絲印層

圖3

三、 六層板阻抗設(shè)計(jì)

六層板疊層結(jié)構(gòu)針對(duì)不同的場合會(huì)有不同，本指南只對(duì)比較常見的疊層（見圖 2）進(jìn)行了設(shè)計(jì)推薦，后面的推薦設(shè)計(jì)都是以圖2的疊層下得到的數(shù)據(jù)。外層走線的阻抗設(shè)計(jì)與四層板相同因內(nèi)層走線一般情況下比表層走線多了個(gè)平面層,電磁環(huán)境與表層不同以下是第三層走線阻抗控制建議（疊層參考圖4）100歐姆差分阻抗推薦設(shè)計(jì)線寬、間距 6/10/6 mil差分對(duì)與對(duì)之間距離≥20mil(3W準(zhǔn)則)；90歐姆差分阻抗推薦設(shè)計(jì)線寬、線距 8/10/8 mil差分對(duì)與對(duì)之間距離≥20mil(3W準(zhǔn)則)；計(jì)算參數(shù)：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介電常數(shù)4.4+/-0.2，銅厚1.0盎司（1.4mil）半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil)，介電常數(shù)4.3+/-0.2阻焊油厚度 0.6±0.2mil，介電常數(shù) 3.5+/-0.3疊層結(jié)構(gòu)：頂層絲印阻焊層銅皮層半固化片覆銅基板半固化片覆銅基板半固化片銅皮層阻焊層底層絲印

圖4

四、 六層以上，請(qǐng)按相關(guān)的規(guī)則自行設(shè)計(jì)或咨詢相關(guān)人員確定疊層結(jié)構(gòu)及走線方案。

注：①、影響阻抗的情況較多，需要阻抗控制的PCB仍需要在PCB設(shè)計(jì)資料或樣板單中標(biāo) 明阻抗控制要求；②、100歐姆差分阻抗主要用于HDMI、LVDS信號(hào)，其中HDMI需要通過相關(guān)認(rèn)證是強(qiáng)制要求；③、90歐姆差分阻抗主要用于USB信號(hào)；④、單端50歐姆阻抗主要用于DDR部分信號(hào)，鑒于DDR顆粒大部分采用內(nèi)部調(diào)節(jié)匹配阻抗設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)以方案公司提供Demo板為參考，本設(shè)計(jì)指南不作推薦；⑤、單端75歐姆阻抗主要用于模擬視頻輸入輸出，在線路設(shè)計(jì)上都有一顆75歐姆的電阻對(duì)地電阻進(jìn)行了匹配，所以在PCB Layout中不需要再進(jìn)行阻抗匹配設(shè)計(jì)，但需要注意線路中的75歐姆接地電阻應(yīng)靠近端子引腳放置。常用PP

阻焊油厚：0.6±0.2mil Cer=3.5+/-0.3
編輯：hfy