《电子技术应用》

PCB设计制造中的阻抗模拟仿真

Polar SI8000/SI9000教程

2015/6/30 13:01:00

现代电子产品的稳定运行对阻抗的要求越来越高,阻抗的模拟变得越来越重要,线宽/线距是条件,叠板结构是基础。芯板的选取、半固化片的叠加、铜层和阻焊层的厚度都会影响板子的成本和阻抗的测试结果。半固化片106、1080-7628各个型号有着不同的介电常数,多片低型号薄半固化片易于调整叠板厚度且层压后更容易满足阻抗的测试,但相应成本将出现大幅增加。

无论是互动阻抗还是差动阻抗,影响阻抗值的因素有﹕(影响度由大至小) 

    Er:介电质常数,与阻抗值成反比;

    H1:线路层与垫地层间介电层厚度,与阻抗值成正比,参考基板及PP之压合厚度;

    W:线宽,与阻抗成(反比);

    T:铜厚,与阻抗值成反比,内层为基板铜厚,外层为铜箔厚度+镀铜厚度,依据孔铜规格而定;

    S:相邻线路与线路之间的间距,与阻抗值成正比(差动阻抗);

    H2:线路层与线路层间介电层厚度,与阻抗值成反比;

    H3:防焊漆厚度,与阻抗值成反比。

推荐使用Polar SI8000/SI9000阻抗计算软件,此软件集成了大量与阻抗仿真相关的模拟,适用于PCB设计与生产。

一、阻抗模拟软件介绍

Polar SI8000 

此软件已经可以很好的满足现在的阻抗模拟要求,为最优先使用的模拟方法。另外,此软件中有 EXCEL与普通两个版本,可以很容易处理大量的阻抗模拟。

Polar SI9000

此软件集成了大量与阻抗仿真相关的模拟,适用于PCB设计与生产。其生产相关的参数设置与SI8000 完全相同。

si 1_副本.jpg

si 2_副本.jpg

二、仿真模式选择

1、内层标准仿真模式

si 3-1.jpg

2、外层标准仿真模式

si 4-1.jpg

3、其它仿真模式

si 5-1.jpg

si 6-1.jpg

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三、SI8000与SI9000阻抗仿真参数设置

1、标准模块仿真参数设置—内层部分:

(1) 参数描述:

       “H1” 阻抗线线底到下参考铜面的间距

       “Er1” H1部分绝缘材料的Er值

       “H2” 阻抗线线底到上参考铜面的间

       “Er2” H2部分绝缘材料的Er值

       “W1” 阻抗线线底宽

       “W2” 阻抗线线底宽度

       “s1”  阻抗线线底之间的间距

       “REr” 树脂的 Er值

       “T1”  阻抗线完成铜厚

       “Z0”  阻抗模拟结果

(2) 仿真模块简图

si 8_副本.jpg

(3) 基本参数设置

     W2 值设置:0.5OZ铜设置为 W1-0.3mil,

               1.0 OZ铜设置为W1-0.5mil,

               2.0 OZ铜设置为W1-0.7 mil;

     REr 值设置:当材料为Halogen-free 材料时,此值为3.2 ,其它材料设置为3.0;

     Er 值设置:根据叠板图与相关文件选择。

2、标准模块仿真参数设置—外层部分:

(1)参数描述:

     “H1”阻抗线线底到下参考铜面的间距

     “Er1”H1部分绝缘材料的Er值

     “C1”基材上的阻焊层厚

     “C2”线面上的阻焊层厚度

     “W1”阻抗线线底宽

     “W2”阻抗线线底宽度

     “s1” 阻抗线线底之间的间

     “C2” 阻抗线之间的阻焊层厚

     “CEr”阻焊材料的 Er值

     “T1” 阻抗线完成铜

     “Z0” 阻抗模拟结果

(2) 仿真模块简图

si 9_副本.jpg

(3)基本参数设置

     W2 值设置:铜厚小于等于2.0mil时,设置为W1-0.5mil:

               铜厚大于2.0mil铜时,设置为W1-0.7mil;

     C1,C2,C3值设置:铜厚小于等于2.0mil铜时,依次设置为1.0 /0.4 /1.4 mil,

                    铜厚大于2.0mil铜时,依次设置为1.1 /0.5 /1.5mil;

     CEr 值设置:此值设为3.6;

     Er 值设置:根据叠板图与相关文件选择。 

四、其它设置

1、铜厚选择:

  外层铜厚根据叠板结构图添加;

  内层铜厚根据以下原则选择:

        0.5 oz铜厚为 0.53mil,

        1.0 oz铜厚为 1.1mil,

        2.0 oz铜厚为 2.3mil。

2、其它模式的阻抗仿真请遵循软件说明。

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