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FPC精密電路關(guān)鍵技術(shù)對電路板阻抗的影響

文章來源：責(zé)任編輯作者：王燦查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：8942發(fā)布日期：2015-12-22 09:28【大中小】

IT行業(yè)發(fā)展日新月異，電子產(chǎn)品快速輕薄短小化，印制電路板也面臨著高精度、高密度、細(xì)線化的挑戰(zhàn)。剛性線路板（PCB）的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，但柔性線路板（FPC）仍處于起步階段，除了在PCB技術(shù)比較先進(jìn)的美國、日本、韓國等國已經(jīng)進(jìn)行投產(chǎn)外，很多國家對該技術(shù)還比較陌生，我國的FPC技術(shù)還處于照抄照搬階段，自主研發(fā)的能力不強(qiáng)。FPC被廣泛的應(yīng)用于IC封裝，計(jì)算機(jī)及其周邊設(shè)備，消費(fèi)類電子產(chǎn)品、航空航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。

fpc

隨著FPC的技術(shù)發(fā)展，特別是在3G通訊及計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)推動(dòng)下，電路訊號(hào)傳輸向高頻（射頻）類、高速（邏輯）類發(fā)展的需求量猛增，整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸完整、可靠、精確、無干擾、低噪音的保證性要求提高，這就要求電路性能必須能夠使信號(hào)在傳輸過程中不發(fā)生反射現(xiàn)象、信號(hào)保持完整、降低傳輸損耗、阻抗良好匹配。且當(dāng)訊號(hào)線長度越長，訊號(hào)線傳輸?shù)男盘?hào)頻率越高，驅(qū)動(dòng)端、訊號(hào)線與接收端的阻抗匹配需求和信號(hào)完整性（SI）要求就越強(qiáng)烈，而特性阻抗是解決信號(hào)完整性問題的核心所在。

特性阻抗的直接影響因素有：板材的介電常數(shù)（Er）、訊號(hào)線線寬（W）、訊號(hào)線間距（S）、訊號(hào)線線厚（T）、介質(zhì)厚度（H）、阻焊層厚度（H1）等，各種影響因素的貢獻(xiàn)度并不是一成不變的，過程控制建議針對不同的特性阻抗板抓住重點(diǎn)控制因子。所以，通過控制電路板的制造工藝來控制線路的W、T、H及使用不同的PCB基材，就能有效控制電路板的特性阻抗，為信號(hào)的完整性提供有利的保障。

高精度特性阻抗板的工程設(shè)計(jì)

特性阻抗理論設(shè)計(jì)主要有三種途徑：通過理論公式計(jì)算、通過模擬仿真評估、通過專業(yè)軟件分析;第一種方式控制精度不高;第二種方法速度慢，但在特殊情形下很有效;第三種方法運(yùn)作速度快且分析精度高。

但眾所周知，其實(shí)在任何多層PCB疊層結(jié)構(gòu)中，訊號(hào)線周圍的電介質(zhì)在一定程度上來講均是各向異性的，通常玻纖的相對介電常數(shù)（Er）在6.0左右、樹脂的Er在3.1左右，各類core及PP的Er在4.2左右，要求特征阻抗值為50W±10%，本次設(shè)計(jì)選用行業(yè)中制造阻抗板12/25/12軟板制作，再通過Polar-Si9000來模擬得出所需要的線寬，線寬設(shè)計(jì)為52mm。特征阻抗當(dāng)頻率超過1GB時(shí)隨著頻率的增加而衰減明顯。

基板精細(xì)線路制作關(guān)鍵工藝研究

圖形轉(zhuǎn)移工藝是將所需要的電路圖形制成掩膜（或照相底版），然后通過曝光將掩膜上的電路圖形轉(zhuǎn)移到涂覆有感光抗蝕層的覆銅板上，最后通過顯影工藝制成所需要的電路圖形。圖形轉(zhuǎn)移工藝的具體工藝流程如下：

光致抗蝕劑的選擇→涂覆抗蝕層→曝光→顯影

目前，測試印制電路板特性阻抗最常用的儀器是TDR（時(shí)域反射計(jì)）。TDR使用階躍信號(hào)發(fā)生儀和示波器，在被測的傳輸線上發(fā)送一個(gè)快速的上升沿，在特定的點(diǎn)上用示波器觀察反射電壓波形。TDR允許測量阻抗隨線路的長度而改變，用一個(gè)上升時(shí)間很快的脈沖來模擬高速邏輯功能方面的測試。利用阻抗不連續(xù)產(chǎn)生的反射的電壓來表示出阻抗的變化，并利用反射電壓來計(jì)算出整個(gè)線路上面的特性阻抗。當(dāng)傳輸線上存在寄生電容、電感（如過孔、線寬變化、近距離鋪銅等）時(shí)，在TDR曲線上可以反映出寄生參數(shù)引起的阻抗不連續(xù)（阻抗值降低、升高），為提高特性阻抗測試精度，必須減少TDR測試誤差源。而TDR儀器的階越脈沖上升時(shí)間是影響其分辨率的最關(guān)鍵因素。TDR的上升沿時(shí)間越短，其分辨率就越高。

特性阻抗的直接影響因素有：板材的介電常數(shù)（Er）、訊號(hào)線線寬（W）、訊號(hào)線間距（S）、訊號(hào)線線厚（T）、介質(zhì)厚度（H）、阻焊層厚度（H1）等，各種影響因素的貢獻(xiàn)度并不是一成不變的，過程控制建議針對不同的特性阻抗板抓住重點(diǎn)控制因子。在其它條件不變時(shí)，精確控制電路板的制造工藝來控制線路的W，就能有效控制電路板的特性阻抗，同時(shí)屏蔽膜的覆蓋為信號(hào)的完整性提供有利的保障。

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