阻抗板制作設(shè)計(jì)指引

1、 目錄 序號(hào)內(nèi)容頁(yè)數(shù)1.0目的32.0范圍33.0定義34.0職責(zé)35.0程序3-126.0相關(guān)文件127.0參考文件128.0記錄表格129.0附錄121.0 目的建立PE-MI對(duì)阻抗板進(jìn)行阻抗設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)范設(shè)計(jì)方法。2.0 范圍本指引適用于上海美維電子有限公司所有有阻抗要求的線(xiàn)路板。本指引規(guī)定MI對(duì)阻抗板進(jìn)行阻抗設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算公式，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參數(shù)，及根據(jù)反饋調(diào)整設(shè)計(jì)的方法。3.0 定義無(wú)4.0 職責(zé)4.1 PE負(fù)責(zé)執(zhí)行,維護(hù)和更新本程序。4.2 ME負(fù)責(zé)確認(rèn)程序中需要的相關(guān)參數(shù)及修正反饋計(jì)算方法。4.3 生產(chǎn)部負(fù)責(zé)控制介質(zhì)厚度、線(xiàn)寬、間距及銅厚。4.4 QM負(fù)責(zé)反饋相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)。4.5 QM負(fù)

2、責(zé)批準(zhǔn)本程序。 5.0 程序5.1 檢查客戶(hù)資料，明確客戶(hù)的阻抗線(xiàn)路層，阻抗類(lèi)別, 阻抗要求值及公差，接地參考層，介質(zhì)材料，介質(zhì)厚度要求，線(xiàn)寬間距及公差等基本信息。5.2 根據(jù)阻抗類(lèi)別，使用軟件CITS25中對(duì)應(yīng)的公式，輸入對(duì)應(yīng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核算調(diào)整。5.2.1 材料的介電常數(shù)：根據(jù)阻抗反饋的實(shí)際統(tǒng)計(jì)結(jié)果, 阻抗計(jì)算時(shí)材料的介電常數(shù)按下表進(jìn)行，可能與原材料供應(yīng)商提供的標(biāo)稱(chēng)介電常數(shù)有所不同。特殊材料的介電常數(shù)必須提出討論。表一 阻抗計(jì)算介電常數(shù)介質(zhì)類(lèi)型FR4/FR5RCCFR4/FR5+RCC特殊材料特性阻抗內(nèi)層4.03.6按厚度線(xiàn)性插值按供應(yīng)商指定中值外層4.03.6按厚度線(xiàn)性插值按供應(yīng)商指定

3、中值差動(dòng)阻抗內(nèi)層3.83.6按厚度線(xiàn)性插值按供應(yīng)商指定中值外層4.03.6按厚度線(xiàn)性插值按供應(yīng)商指定中值5.2.2 阻抗計(jì)算銅層厚度：阻抗計(jì)算時(shí)線(xiàn)路銅的厚度按下表計(jì)算，與層壓計(jì)算板厚時(shí)采用的參數(shù)有所不同。表二 阻抗計(jì)算線(xiàn)路銅厚基銅厚1/3ozHoz1oz2oz內(nèi)層銅厚10um15um30um61um內(nèi)層盲、埋孔電鍍層25um30um/外層線(xiàn)路銅厚35um43um61um96um外層有特殊銅厚要求按完成要求銅厚下限+10um計(jì)算注：當(dāng)內(nèi)層電鍍層有特殊完成銅厚要求時(shí)按完成銅厚要求下限+5um計(jì)算。5.2.3 線(xiàn)寬頂部與底部寬度差值：根據(jù)內(nèi)外層銅厚不同按下表設(shè)定線(xiàn)寬差值。表三 線(xiàn)寬頂部與底部差值內(nèi)層

4、銅厚10um15um25um30um61um線(xiàn)底線(xiàn)頂差值5um10um20um20um38um外層線(xiàn)路銅厚35um43um61um81um96um線(xiàn)底線(xiàn)頂差值25um30um38um43um51um注：上表內(nèi)層銅厚對(duì)應(yīng)于表二中內(nèi)層銅厚及內(nèi)層盲埋孔電鍍層，外層線(xiàn)路銅厚對(duì)應(yīng)于表二中外層線(xiàn)路銅厚。當(dāng)線(xiàn)路銅厚不在表中所列時(shí)按表中最接近的線(xiàn)路銅厚計(jì)算。5.2.4 介質(zhì)厚度計(jì)算：新產(chǎn)品及沒(méi)有介質(zhì)厚度反饋的產(chǎn)品，層與層之間的介質(zhì)厚度按DPM-27201-19層壓工序指示規(guī)程中所指定的計(jì)算方法計(jì)算（含銅厚計(jì)算方法）；但當(dāng)內(nèi)層有電鍍層時(shí)，電鍍層銅厚按上表二計(jì)算。5.2.5 計(jì)算公式：選擇對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式，輸入對(duì)應(yīng)

5、的參數(shù)，采用插值法調(diào)整參數(shù)，注意各參數(shù)所用單位保持一致。選取一組能獲得目標(biāo)阻抗值的同時(shí)符合客戶(hù)要求的最佳數(shù)據(jù)（線(xiàn)寬，介厚，銅厚，介電常數(shù)）作為過(guò)程控制目標(biāo)中值，控制目標(biāo)公差：內(nèi)層線(xiàn)寬+/-0.4mil (10um). 介質(zhì)厚度+/-10%且在+/- 1.0 mil (25um)內(nèi)，外層線(xiàn)寬參考公差+/-0.4 mil, 銅厚公差+/-0.32 mil (8um)，當(dāng)阻抗可測(cè)時(shí)控制阻抗值優(yōu)先于控制阻抗線(xiàn)線(xiàn)寬。5.2.5.1 表面特性阻抗計(jì)算： 圖一 表面特性阻抗計(jì)算公式根據(jù)阻焊前后阻抗值變化規(guī)律及阻抗計(jì)算公式偏差特點(diǎn)，外層阻抗計(jì)算按圖一公式計(jì)算，并按表四修正。表四 外層特性阻抗計(jì)算修正對(duì)應(yīng)表客戶(hù)

6、要求的最終的外層完成阻抗中值3040506070公式計(jì)算阻抗對(duì)應(yīng)值2940536374例：外層Hoz基銅，采用2116單張半固化片，內(nèi)層1oz Ground層，完成阻抗要求60+/-6歐姆，計(jì)算參數(shù)如圖一所示。5.2.5.2 內(nèi)層半屏蔽特性阻抗計(jì)算：圖二 內(nèi)層半屏蔽特性阻抗計(jì)算公式表五 內(nèi)層特性阻抗計(jì)算修正對(duì)應(yīng)表客戶(hù)要求的最終的內(nèi)層完成阻抗中值3040506070公式計(jì)算阻抗對(duì)應(yīng)值2839506070例：L2-3為5mil芯板，Hoz基銅，無(wú)電鍍，外層為70um RCC，要求阻抗50+/-5歐，計(jì)算如圖二所示： H=127+58+18; Er=4*127/（127+58+18）+ 3.6*（5

7、8+18）/（127+58+18）。5.2.5.3 內(nèi)層屏蔽特性阻抗計(jì)算：圖三 內(nèi)層屏蔽特性阻抗計(jì)算公式例：6mil(H/H)芯板，7628H半固化片，Hoz Ground層，要求中間阻抗線(xiàn)60+/-6歐，計(jì)算如圖三所示。阻抗修正同表五。5.2.5.4 特性阻抗測(cè)試條的設(shè)計(jì)如圖四所示，SME標(biāo)準(zhǔn)的阻抗測(cè)試條寬度為7.62mm，長(zhǎng)度為177.8mm，在空間不夠的條件下也可適當(dāng)減少測(cè)試條的長(zhǎng)度到127mm. 若相鄰層有阻抗線(xiàn)，則需注意，COUPON 上這兩層的信號(hào)線(xiàn)在垂直方向（板厚度方向）不宜重合。圖四中的上圖為測(cè)試線(xiàn)路層示意圖，下圖為屏蔽地層示意圖。測(cè)試孔刀徑1.0mm; 水平間距0.1”，垂直

8、間距0.1”，上排孔接測(cè)試線(xiàn)，下排孔接Ground層，測(cè)試探針為二針腳，固定間距為0.1414”，測(cè)試時(shí)一腳接線(xiàn)另腳接地。在阻抗測(cè)試條外層的對(duì)應(yīng)接線(xiàn)孔位置需寫(xiě)上阻抗線(xiàn)所在層號(hào)，空白位寫(xiě)SME產(chǎn)品編號(hào)(除內(nèi)部版本號(hào))，并留出書(shū)寫(xiě)序列號(hào)的空白區(qū)域并做阻焊開(kāi)窗如圖五所示。圖四 普通特性阻抗測(cè)試條示意圖一根測(cè)試條上的同一層也可以設(shè)置兩根測(cè)試線(xiàn)，此時(shí)測(cè)試條左端的測(cè)試孔上排接線(xiàn)下排接地、右端的測(cè)試孔上排接地下排接線(xiàn)，測(cè)試線(xiàn)另一端懸空不接孔，測(cè)試條寬度可設(shè)置為0.4”如圖五之上圖所示。通常不建議在同一層上于阻抗測(cè)試條的同一側(cè)布置多根阻抗測(cè)試線(xiàn)，當(dāng)由于拼版空間的限制而有必要采用此種形式設(shè)計(jì)時(shí)（測(cè)試條只能為0.

9、3”寬時(shí)），為避免阻抗線(xiàn)之間相互干擾兩根測(cè)試線(xiàn)之間的距離不宜小于15mil如圖五之下圖所示。圖五 特性阻抗測(cè)試條在同一層設(shè)兩根測(cè)試線(xiàn)不同層上的阻抗線(xiàn)若對(duì)應(yīng)的接地參考層相同則應(yīng)盡可能將阻抗線(xiàn)在垂直方向（厚度方向）上相互錯(cuò)開(kāi)(邊到邊錯(cuò)開(kāi)距離>=15mil)，若其中任一層的阻抗線(xiàn)線(xiàn)寬>8mil 則兩層的阻抗線(xiàn)不應(yīng)放在同一測(cè)試條的同一側(cè)。5.2.5.5 外層差分阻抗：根據(jù)阻焊前后阻抗值變化規(guī)律及阻抗計(jì)算公式偏差特點(diǎn)，外層差分阻抗計(jì)算按圖四公式計(jì)算，并按表六修正。表六 外層差分阻抗計(jì)算修正對(duì)應(yīng)表外層完成阻抗中值708090100110120130公式計(jì)算阻抗對(duì)應(yīng)值73849510711913

10、1143圖六 外層差分阻抗計(jì)算公式圖六例：外層2116半固化片，內(nèi)層0.5oz Ground層，差分線(xiàn)12mil中心距，完成阻抗100+/-10歐。5.2.5.6 內(nèi)層半屏蔽差分阻抗計(jì)算：圖七 內(nèi)層半屏蔽差分阻抗計(jì)算公式圖七例： 內(nèi)層8mil(1/1oz)芯板，外層7628半固化片，差分線(xiàn)中心距10mil, 完成阻抗要求100+/-10歐。內(nèi)層差分阻抗計(jì)算值不需修正。5.2.5.7 內(nèi)層屏蔽差分阻抗：圖八 內(nèi)層屏蔽差分阻抗計(jì)算公式圖八例： 內(nèi)層10mil(H/Hoz)芯板，外層7628半固化片，差分線(xiàn)中心距15mil, 完成阻抗要求115+/-11.5歐。內(nèi)層差分阻抗計(jì)算值不需修正。5.2.5

11、.8差動(dòng)阻抗測(cè)試條的設(shè)計(jì)如圖九所示，SME標(biāo)準(zhǔn)的阻抗測(cè)試條寬度為12.7mm，長(zhǎng)度為203.2mm，圖九中的上圖為測(cè)試線(xiàn)路層示意圖，下圖為屏蔽地層示意圖。若相鄰層也有阻抗線(xiàn)，則需注意，COUPON 上這兩層的信號(hào)線(xiàn)在垂直方向（板厚度方向）不宜重合。測(cè)試孔刀徑1.0mm; 水平間距0.1”，垂直間距0.1”，左端上排孔接測(cè)試線(xiàn)，下排孔接Ground層，右端相反。測(cè)試探針為四針腳，上排二測(cè)線(xiàn)腳固定間距為0.2”，下排二接地腳固定間距0.4”上下兩排針腳垂直間距0.1”。 圖九 普通差動(dòng)阻抗測(cè)試條5.2.5.9 對(duì)于其它類(lèi)型的阻抗設(shè)計(jì)需提出討論后再?zèng)Q定其計(jì)算方法及測(cè)試條的設(shè)計(jì)。必要時(shí)，阻抗測(cè)試條的寬

12、度可以小于0.5”。如帶屏蔽地線(xiàn)差動(dòng)阻抗的測(cè)試條可設(shè)計(jì)如圖十所示，該類(lèi)差動(dòng)阻抗的計(jì)算公式也有所不同。圖十 帶屏蔽線(xiàn)差動(dòng)阻抗測(cè)試條示意圖5.2.5.10 對(duì)于實(shí)際板由于阻抗不合格而需反饋調(diào)整阻抗時(shí)按以下方法調(diào)整：記：客戶(hù)要求阻抗值（或按表四、表五、表六修正后應(yīng)該需要的值）為Z0，實(shí)測(cè)阻抗值為Z1，按切片數(shù)據(jù)（線(xiàn)寬、介厚、銅厚數(shù)據(jù)）及表一中理論介電常數(shù)r計(jì)算阻抗值為Z2。5.2.5.10.1 無(wú)法獲得切片數(shù)據(jù)的情況（應(yīng)盡可能取得切片數(shù)據(jù)）：即只有實(shí)測(cè)阻抗值Z1反饋。調(diào)整方法：調(diào)整線(xiàn)寬、介質(zhì)厚度控制值，使得計(jì)算值為Z0-(Z1-Z0), 即將實(shí)際和初始理論的差額全部補(bǔ)償。例如：某一款板，Z0=50,

13、 Z1=54,則調(diào)整線(xiàn)寬、介質(zhì)厚度控制值，使得計(jì)算值為Z0-(Z1-Z0)=46 ohm.5.2.5.10.2 獲得切片數(shù)據(jù)的情況。通常認(rèn)為切片數(shù)據(jù)是可信的，且是有代表性的。若切片數(shù)據(jù)的介質(zhì)厚度與原先DPM-27201-19層壓工序指示規(guī)程中理論的介質(zhì)厚度相差超過(guò)10%，或超過(guò)25.4 um (1.0mil)。則需提出APQP，確認(rèn)改變配方以得到原先的設(shè)定的介質(zhì)厚度；然后，按APQP給出的配方的理論介厚，調(diào)整線(xiàn)寬，使得計(jì)算目標(biāo)值為Z0，即按APQP結(jié)果重新以新板處理。若切片數(shù)據(jù)的介質(zhì)厚度與理論的介質(zhì)厚度相差在10%之內(nèi)，同時(shí)也在25.4 um (1.0mil)之內(nèi)。則第一步，按切片數(shù)據(jù)（線(xiàn)寬、

14、介厚、銅厚數(shù)據(jù)）Z2，調(diào)整介電常數(shù)r至以使得計(jì)算阻抗值為Z1，即回歸算出修正后的介電常數(shù)r。第二步，調(diào)整線(xiàn)寬，使用切片的介厚、銅厚、介電常數(shù)r，使得計(jì)算的阻抗值為Z0。這種情況為多數(shù)情形，舉例如下：某一款板，客戶(hù)要求成品外層線(xiàn)單線(xiàn)阻抗50+/-5 ohm. 初始設(shè)計(jì)為（介厚，線(xiàn)頂，線(xiàn)底，銅厚，介電常數(shù)）= （ 5，7.15，8.35，1.7，4.0）CITS25à Z0 =53-3=50. 實(shí)際做板反饋，切片數(shù)據(jù)（介厚，線(xiàn)頂，線(xiàn)底，銅厚）= （ 5.4，6.7，8.0，1.7），實(shí)測(cè)COUPON的阻抗值Z1=54，修正后阻焊前為57. 第一步，調(diào)整介電常數(shù)至3.85, 使得按切片數(shù)據(jù)（ 5.4，6.7，8.0，1.7，3.85） CITS25à57=按前面表四修正后的實(shí)測(cè)阻抗值, 即求得介電常數(shù)r=3.85；第二步，調(diào)整線(xiàn)寬，使用切片的介厚、銅厚、介電常數(shù)r，（ 5.4，8.0，9.2，2.0，3.85） CITS25à53=計(jì)算的目標(biāo)阻抗值。于是，調(diào)整后的線(xiàn)寬目標(biāo)為線(xiàn)頂8.0+/-0.4mil,