软硬结合板的阻抗计算,你会吗?
问:什么是软硬结合板?
答:
PCB线路板(硬板)是重要的电子部件,FPC是柔性线路板(软板),具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点;软硬结合板就是柔性线路板与硬性线路板经过压合等工序,按相关工艺要求组合在一起的板。
问:软硬结合板如何计算控制阻抗?
答:
一般PCB工程师日常很少遇到软硬结合的产品,对于软硬结合的阻抗了解就更加少了;为了解决PCB工程师对软硬结合板阻抗计算的困惑,本文将以
华秋DFM
软件的相关操作为例,为大家讲解软硬结合板阻抗的计算要点。
软硬板的阻抗注意事项
1、硬板模版参数填写
H1:
半固化片的介质厚度,要填写残铜流胶后的介质厚度。
Erl:
介电常数,一般板材常规是4.2,如果是特殊板材要填写板材的介电常数。
W1:
设计的阻抗线宽。
W2:
线面宽度在线底宽度W1-0.5mil。
S1:
设计的差分阻抗线距。
T1:
内层H/Hoz,铜厚按0.6mil计算,内层1/1oz,铜厚按1.2mil计算,外层成品铜厚1/1oz,铜厚按1.4mil计算,外层成品铜厚2/2oz,铜厚按2.4mil计算。
C1:
基材上的阻焊厚度0.8mil。
C2:
铜面上的阻焊厚度0.5mil。
C3:
差分阻抗线之间的阻焊厚度0.8mil。
CEr:
阻焊的介电常数3.5mil。
2、软板模版参数填写
H1:
介质厚度,即基材的PI厚度,PI厚度与粘合材料的粘合厚度。
Erl:
介电常数,基材的DK值,不同品牌的材料和厚度的DK值不相同,正常范围为3.15~4.2。
W1:
设计的阻抗线宽。
W2:
线面宽度在线底宽度W1-0.5mil。
S1:
设计的差分阻抗线距。
T1:
铜的厚度,12um为0.45mil,18um为7mil,35um为1.4mil。
C1:
基材上的覆盖层厚度50um为2mil。
C2:
铜面上的覆盖层厚度28um为1mil。
C3:
差分阻抗线之间的覆盖层厚度50um为2mil。
CEr:
覆盖层的DK值,1/2mil覆盖层为2.45,1mil覆盖层为3.4。
华秋DFM
软件可以配置残铜率,
残铜率默认是70%
,如其他默认的参数需要调整,可以在参数配置里面填写修改,保存即可。
计算阻抗匹配介质厚度压合图
1、硬板叠层图
1) 华秋DFM软件可以
自动生成叠层图
,也可以手动填写层数、板厚、铜厚等,用叠层图的介质厚度匹配阻抗。 2) 如需调整叠层结构,华秋DFM软件里面有
自带
板材、半固化片(PP)及铜箔的
库
,可根据需要自行选择。 3) 在叠层结构需要更改的参数位置点击右键,可根据需要进行
添加、替换或删除
;弹出的窗口是华秋DFM软件自带的物料库,有芯板、光板、PP、铜箔可供选择。
2、添加物料及修改
华秋DFM软件的
板材、PP、铜箔库
修改,物料库存放的路径在软件安装目录material文件夹下面,物料库的文件是Excel电子档格式,打开修改里面的参数即可;没有的板材可以在里面增加或更改,比如软板的材料。
3、FPC材料选择
1) FPC材料
PI包含
有胶电解、无胶电解、有胶压延、无胶压延,有胶和无胶的区别在于有胶会厚一点,不是很柔软,无胶的柔软性要好一些,电解铜和压延铜的区别在于压延铜的延展好性,耐弯折,但贵些,颜色是铜面黄发黑,电解铜是铜面偏红色延展性要差一些。 2) FPC材料
PI影响阻抗的因素
,介质常数有胶和无胶材料不同,阻抗控制有差别;贴电磁膜的阻抗不好控制,每家电磁膜的结构不同,算出来的阻抗影响很大,一般的解决方法是先根据经验计算阻抗打样生产测试阻抗,设计不满足阻抗再做调整。
4、阻抗计算列表操作
1) 在华秋DFM软件中输入阻抗控制
要求值
,再选择
阻抗层
,找到阻抗对应的模板,再输入原始
线宽线距
,如参考层特别比如隔层参考,需要手动选择参考层。 2) 参数输入完毕后点击全部计算,计算结果为
绿色
则计算正确,若为
红色
需要调整线宽线距或者介质厚度。 3) 右上角可以更改
单位
(mil/mm),左下角则可以
添加
多组阻抗。 4)
全部计算
为根据线宽线距计算阻抗值,
全部反算
为根据阻抗要求值计算线宽线距。
软硬结合处阻抗分别计算
设计文件的阻抗线在软板区域和硬板区域进行计算和控制阻抗时,分别根据软板、硬板的压合图中的软、硬板介质厚度来调整阻抗。 在客户需要阻抗值并提供叠层结构图,那么我们该怎么做才能满足客户要求的阻抗?
第一步:
预估制作合理的压合图。
第二步:
调整线宽线距,共面的线到铜距离。
第三步:
调整压合结构图的介质厚度。
第四步:
调整介电常数以及铜厚。 调整后满足阻抗值,如涉及到改变用户要求的参数需与客户协商做调整。
以上对软硬结合板的阻抗计算,详细讲解了其方法及要领,主要使用工具
华秋DFM
软件,其阻抗计算功能非常强大,压合图可以与阻抗计算的线宽线距相交互,操作也简单,非常实用,可帮助工程师们提升工作效率。
华秋DFM软件是
国内首款免费
PCB可制造性和装配分析软件,拥有
300万+元件库
,可轻松高效完成装配分析。其PCB裸板的分析功能,开发了
19大项,52细项检查规则
,PCBA组装的分析功能,开发了
10大项,234细项检查规则
。 基本可涵盖所有可能发生的制造性问题,能帮助设计工程师在生产前检查出可制造性问题,且能够
满足工程师需要的多种场景
,将产品研制的迭代次数降到最低,减少成本。
华秋DFM软件下载地址(复制到电脑浏览器打开):
https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/HQDFM%20V3.7.0_hqdlBz.zip
专属福利
上方链接下载还可享多层板
首单立减50元
每月1次4层板
免费打样
并领取
多张无门槛
“元器件+打板+贴片”优惠券
关注【华秋DFM】公众号,获取最新可制造性干货合集