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走線可以幫我們控10%的阻抗公差嗎?

PCB線路板打樣 ? 來源:一博科技 ? 作者:一博科技 ? 2021-03-30 10:24 ? 次閱讀

我們?nèi)?a href="http://www.1cnz.cn/v/tag/82/" target="_blank">PCB板廠轉(zhuǎn)一圈,問他們:走線可以幫我們控10%的阻抗公差嗎?他們會自信滿滿的答應(yīng)你:沒問題!如果你想再摳一下,控8%,他們會稍微考慮下,也拍板說:行(內(nèi)層)!如果這時候你問:過孔能幫我控10%嗎?友誼的小船可能會。。。翻!

同樣是作為連接收發(fā)芯片的橋梁,為什么走線能控制到10%而過孔不行呢?我們知道,走線其實也不好控制,影響走線阻抗的加工誤差包括了蝕刻因子,層偏,表面粗糙度,而在微帶線還要再加上綠油,鍍銅厚度的影響,但是目前主流的一些板廠都能保證10%甚至8%的阻抗偏差了。而對于過孔嘛,以小編對板廠的認識,應(yīng)該還沒有哪個板廠承諾過孔也幫你控制10%的阻抗偏差哈!那肯定說明過孔也有很多板廠無法去把控的因素,so。。。板廠就沒辦法幫保證咯。

在本篇文章中,先介紹兩個關(guān)于過孔加工的流程,一個是鉆孔,另外一個是塞孔。對于鉆孔,很多人都知道會有影響,那到底鉆孔的加工公差到底會對過孔性能產(chǎn)生多大的影響?另外是塞孔,很多人都覺得往孔去塞樹脂或者綠油都會影響過孔的性能,我們就通過仿真的手段來驗證下它們的影響吧。

先說鉆孔,我們經(jīng)常會聽到兩個名字,鉆孔孔徑和完成孔徑,在我們的PCB文件中,我們設(shè)計一個8mil的孔,那你覺得工廠就會用8mil的鉆刀去鉆這個孔嗎?顯然不是的。我們知道,一個過孔要起到它連接不同層走線的作用,首先孔在垂直方向上要是通的,也就是必須要有銅在孔的垂直方向上連接,這就是我們所說的鍍孔銅。根據(jù)IPC標(biāo)準(zhǔn),對過孔的鍍銅厚度是有一定的要求的,大概18um到20um,那么廠家實際上是保證鍍完銅之后的孔徑是8mil即可,也就是我們所說的完成孔徑。那這樣的話我們原本的鉆孔孔徑就必須要比8mil要大,但是大是要大,但是大多少呢?10mil?12mil?這個大多少實際上對我們過孔的性能是有比較大的影響的。

根據(jù)廠家對鉆孔的加工誤差標(biāo)準(zhǔn),0.2mm(8mil)的孔,最小也會用0.25mm(10mil)的鉆刀,然后如果我們不指定控制的話,廠家還有可能用到0.3mm(12mil)的鉆刀。大家都知道鉆孔大的話,阻抗會低,但是具體會低多少呢?我們仿真結(jié)果可以告訴你們。

從仿真結(jié)果可以看到,從0.2mm到0.3mm的過孔,阻抗差別達到了5歐姆以上。

從關(guān)注這個孔帶來的損耗,也可以看到有明顯的差異。

單就這一個過孔的鉆孔流程,加工的誤差就能使它大于10%的波動了。

另外我們再說說塞孔,小編這次和大家見面,很多朋友也問塞孔會不會對過孔的性能產(chǎn)生影響,小編一直很堅決的和他們說:沒有影響!沒有影響!他們是信了,但是總感覺臉上還有一絲絲顧慮,所以回來之后就馬上做了一下仿真驗證下,到底情況是怎樣。
下圖左右分別是不塞孔和塞孔的模型,紅色表示樹脂或者綠油塞孔。

我們分別看下兩種情況的回波損耗和插入損耗的結(jié)果對比:為什么都只有一根曲線呢?因為他們重合了。為什么是重合,因為就是沒有影響,結(jié)果是一樣的。

其實具備一點高速理論的知識都知道,信號在比較高速的時候都會產(chǎn)生趨膚效應(yīng),這時候信號時挨著過孔的外壁去走的,所以過孔內(nèi)無論加了介電常數(shù)是多少的介質(zhì)都好,實際上信號和參考之間的電磁場都不會環(huán)繞到里面去,那既然沒有電磁場在里面,那不管你里面是什么介質(zhì)都不會有任何影響的啦。

編輯:hfy

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