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

將電路板過渡到制造的那一刻可能會令人傷腦筋，尤其是對于新設計。為了確保您的設計能夠可靠地生產，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程。

如何告訴 PCB 制造商您的阻抗要求

就像在 PCB 設計中被問到的許多問題一樣，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驗證您的阻抗計算。

所有制造商都需要進行一定程度的前端工程以使您的電路板進入制造階段。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，這不可避免地會影響阻抗。您可能需要考慮的一些問題包括：

您是否要求制造商提供一些設計服務？

制造商是否需要進行任何測試或阻抗測量？

他們內部或通過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，您需要根據您從制造商處尋求的服務級別來指定阻抗。最便宜的制造商可能甚至不會問你關于阻抗的問題，他們只會生產你給他們的任何東西，只需要很少的審查。在某些情況下，設計已經充分合格并經過測試，制造商需要在將電路板投入制造之前進行快速設計審查。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。在最高服務級別，您的制造商正在為您設計疊層，并會告訴您達到所需阻抗所需的走線寬度。

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。

給你的制造商一個疊加表

如果您已經創建了一個完整的疊層表，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

為每一層上的每個傳輸線幾何形狀指定這些值（共面與微帶線/帶狀線）

這些點很重要，因為不同的層上可能存在不同的跡線幾何形狀，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。使用帶有集成場解算器的正確疊加計算器可以輕松實現這一目標。

使用Altium Designer 中的Draftsman工具創建的示例疊加表。

如果您為您的電路板開發了一個疊層表，請確保添加一個關于所需走線寬度的注釋，以達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確定。并非所有制造商都會為您做這件事，這就是為什么您應該聯系可以支持您所需的層堆棧和走線寬度的制造商，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堆疊表，其中指定了設計阻抗所需的走線寬度。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，他們將返回一個經過計算以滿足具有指定走線寬度和間距（對于差分對）的阻抗要求的疊層。在制造圖紙中創建疊層表時，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

當設計師只關心阻抗匹配，而不是圍繞制造商的材料庫存設計電路板時，他們經常會這樣做。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寬度以達到阻抗目標。通常，設計師會選擇一種符合特定斜線板的材料，并且可能具有他們關心的特定熱性能。然后他們將使用該介電常數來確定特定阻抗所需的走線寬度。

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 走線需要歐姆阻抗。 
2. ??? X.XXX MIL 走線/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原因；向他們詢問他們的標準疊層和設計規則，您以后就無需再進行設計更改。

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寬度和阻抗值。這要么是您通過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筆記中的簡單（顏色）阻抗表如下所示。

用Altium Designer 中的Draftsman工具創建的示例阻抗表。

將其包含在 SOW 中

具有快速原型制作服務的小型制造幾乎從不要求工作說明書 (SOW)。您通常只需通過在線門戶網站或電子郵件提交您的設計數據，他們會對其進行報價，只要通過一些基本的 DFM 檢查即可將其投入生產。更大的訂單將需要您（客戶）提交一份工作說明書，工廠將在開始生產之前添加他們的任務和要求清單供您批準。

當您開始與 PCB 制造商對話時，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有什么壞處。如果您要求進行全面的設計審查，他們將檢查您的疊層和布線，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，但它是現代電路板的重要要點之一。除了低速數字接口之外，您還需要根據阻抗規格進行設計并清楚地傳達這一點。在您的設計中還有一些其他重要的點需要指定：

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布給您的制造商時，Altium 365?平臺可以輕松地協作和共享您的項目。