PCB 制造和阻抗控制：如何指定您的要求

2021-08-16

PCB 制造和阻抗控制：如何指定您的要求

將電路板過(guò)渡到制造的那一刻可能會(huì )令人傷腦筋，尤其是對于新設計。為了確保您的設計能夠可靠地生產(chǎn)，您需要確保向您的制造商和裝配商傳達了一套完整的要求。PCB制造前需要明確規定的重點(diǎn)之一是阻抗控制目標。這有助于防止任何混淆，并幫助您快速完成設計審查過(guò)程。

如何告訴 PCB 制造商您的阻抗要求

就像在 PCB 設計中被問(wèn)到的許多問(wèn)題一樣，答案是：視情況而定。通常，答案是肯定的，但是如果您在前端做一些功課，您的制造商就不必花太多精力來(lái)驗證您的阻抗計算。

所有制造商都需要進(jìn)行一定程度的前端工程以使您的電路板進(jìn)入制造階段。其中一些與驗證您的疊層是否可以使用其材料庫存制造有關(guān)，這不可避免地會(huì )影響阻抗。您可能需要考慮的一些問(wèn)題包括：

您是否要求制造商提供一些設計服務(wù)？

制造商是否需要進(jìn)行任何測試或阻抗測量？

他們內部或通過(guò)合作伙伴擁有哪些材料，這些材料是否適用于您的設計？

有時(shí)，您需要根據您從制造商處尋求的服務(wù)級別來(lái)指定阻抗。最便宜的制造商可能甚至不會(huì )問(wèn)你關(guān)于阻抗的問(wèn)題，他們只會(huì )生產(chǎn)你給他們的任何東西，只需要很少的審查。在某些情況下，設計已經(jīng)充分合格并經(jīng)過(guò)測試，制造商需要在將電路板投入制造之前進(jìn)行快速設計審查。但是，他們可能仍需要根據他們的疊加表和可用材料庫存檢查您的阻抗，以確保它們能夠達到您的阻抗目標。在最高服務(wù)級別，您的制造商正在為您設計疊層，并會(huì )告訴您達到所需阻抗所需的走線(xiàn)寬度。

如果您確定需要為 PCB 制造商指定阻抗控制要求，有許多可接受的方法可以做到這一點(diǎn)。

給你的制造商一個(gè)疊加表

如果您已經(jīng)創(chuàng )建了一個(gè)完整的疊層表，那么您可以將您的阻抗控制規范作為您的 PCB 制造商的注釋。您通常需要包含以下信息：

您為所需的單端阻抗確定的走線(xiàn)寬度

對差分阻抗重復 #1

對每一層重復 #1 和 #2

為每一層上的每個(gè)傳輸線(xiàn)幾何形狀指定這些值（共面與微帶線(xiàn)/帶狀線(xiàn)）

這些點(diǎn)很重要，因為不同的層上可能存在不同的跡線(xiàn)幾何形狀，并且它們也可能具有不同的阻抗值。在您的 PCB 制造說(shuō)明中完整和清晰是很重要的。確定達到阻抗目標所需的所有走線(xiàn)寬度是前端工程的基本部分之一，通常應由設計人員執行。使用帶有集成場(chǎng)解算器的正確疊加計算器可以輕松實(shí)現這一目標。

使用Altium Designer 中的Draftsman工具創(chuàng )建的示例疊加表。

如果您為您的電路板開(kāi)發(fā)了一個(gè)疊層表，請確保添加一個(gè)關(guān)于所需走線(xiàn)寬度的注釋?zhuān)赃_到如上所示的阻抗目標。上圖是未確定層 1-2 和層 3-4 之間的預浸料厚度的示例；層壓板和厚度將由制造商在審查設計時(shí)確定。并非所有制造商都會(huì )為您做這件事，這就是為什么您應該聯(lián)系可以支持您所需的層堆棧和走線(xiàn)寬度的制造商，以確保您達到阻抗目標。

如果您以正確的方式開(kāi)始您的項目并首先與您的制造商交談，他們將為您提供一個(gè)堆疊表，其中指定了設計阻抗所需的走線(xiàn)寬度。假設他們批準了您所需的材料或他們庫存了合適的替代材料，他們將返回一個(gè)經(jīng)過(guò)計算以滿(mǎn)足具有指定走線(xiàn)寬度和間距（對于差分對）的阻抗要求的疊層。在制造圖紙中創(chuàng )建疊層表時(shí)，請遵循制造商的原始疊層，并在疊層表旁邊添加阻抗規范作為注釋。

在您的 Fab 筆記中指定阻抗

當設計師只關(guān)心阻抗匹配，而不是圍繞制造商的材料庫存設計電路板時(shí)，他們經(jīng)常會(huì )這樣做。FR4 級層壓板和其他材料可以相互替代，但這可能需要更改設計中的走線(xiàn)寬度以達到阻抗目標。通常，設計師會(huì )選擇一種符合特定斜線(xiàn)板的材料，并且可能具有他們關(guān)心的特定熱性能。然后他們將使用該介電常數來(lái)確定特定阻抗所需的走線(xiàn)寬度。

然后將使用 PCB 制造圖中的注釋指定阻抗。

阻抗要求：
1. ??? X、Y、Z 層上的 X.XXX MIL 走線(xiàn)需要歐姆阻抗。 
2. ??? X.XXX MIL 走線(xiàn)/X.XXX MIL 層 X、Y、Z 上的間距要求 OHM 差分阻抗。

只要您知道您的制造商可以替代替代材料，以確保每一層的阻抗都能達到您的目標，這就很好。這是盡早與制造商交談的另一個(gè)原因；向他們詢(xún)問(wèn)他們的標準疊層和設計規則，您以后就無(wú)需再進(jìn)行設計更改。

制作阻抗表

一種選擇是在您的制造圖中放置一個(gè)小表格，匯總每一層的所有阻抗要求。同樣，您只是在該特定層上指定單個(gè)寬度和阻抗值。這要么是您通過(guò)疊層計算器確定的阻抗，要么是您需要制造商在您的設計中達到的阻抗目標。您可以放置在晶圓廠(chǎng)筆記中的簡(jiǎn)單（顏色）阻抗表如下所示。

用Altium Designer 中的Draftsman工具創(chuàng )建的示例阻抗表。

將其包含在 SOW 中

具有快速原型制作服務(wù)的小型制造幾乎從不要求工作說(shuō)明書(shū) (SOW)。您通常只需通過(guò)在線(xiàn)門(mén)戶(hù)網(wǎng)站或電子郵件提交您的設計數據，他們會(huì )對其進(jìn)行報價(jià)，只要通過(guò)一些基本的 DFM 檢查即可將其投入生產(chǎn)。更大的訂單將需要您（客戶(hù)）提交一份工作說(shuō)明書(shū)，工廠(chǎng)將在開(kāi)始生產(chǎn)之前添加他們的任務(wù)和要求清單供您批準。

當您開(kāi)始與 PCB 制造商對話(huà)時(shí)，將 SOW 或包含您的阻抗要求的要求列表放在一起以確保他們理解并沒(méi)有什么壞處。如果您要求進(jìn)行全面的設計審查，他們將檢查您的疊層和布線(xiàn)，以確保您符合 SOW 中的規范。

您還需要指定什么？

阻抗要求不是您需要在設計中指定的唯一要點(diǎn)，但它是現代電路板的重要要點(diǎn)之一。除了低速數字接口之外，您還需要根據阻抗規格進(jìn)行設計并清楚地傳達這一點(diǎn)。在您的設計中還有一些其他重要的點(diǎn)需要指定：

絲印尺寸

精鍍

船上單位尺寸

總板厚

成品銅重（所需）

板材尺寸公差

RoHS合規要求

拆板要求

IPC 6012 性能規范級別

為了幫助您準備 PCB 制造并確保滿(mǎn)足阻抗控制要求，請使用Altium Designer ? 中的Draftsman工具。當您完成設計并希望將文件發(fā)布給您的制造商時(shí)，Altium 365?平臺可以輕松地協(xié)作和共享您的項目。