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

将电路板过渡到制造的那一刻可能会令人伤脑筋，尤其是对于新设计。为了确保您的设计能够可靠地生产，您需要确保向您的制造商和装配商传达了一套完整的要求。PCB制造前需要明确规定的重点之一是阻抗控制目标。这有助于防止任何混淆，并帮助您快速完成设计审查过程。

如何告诉 PCB 制造商您的阻抗要求

就像在 PCB 设计中被问到的许多问题一样，答案是：视情况而定。通常，答案是肯定的，但是如果您在前端做一些功课，您的制造商就不必花太多精力来验证您的阻抗计算。

所有制造商都需要进行一定程度的前端工程以使您的电路板进入制造阶段。其中一些与验证您的叠层是否可以使用其材料库存制造有关，这不可避免地会影响阻抗。您可能需要考虑的一些问题包括：

您是否要求制造商提供一些设计服务？

制造商是否需要进行任何测试或阻抗测量？

他们内部或通过合作伙伴拥有哪些材料，这些材料是否适用于您的设计？

有时，您需要根据您从制造商处寻求的服务级别来指定阻抗。最便宜的制造商可能甚至不会问你关于阻抗的问题，他们只会生产你给他们的任何东西，只需要很少的审查。在某些情况下，设计已经充分合格并经过测试，制造商需要在将电路板投入制造之前进行快速设计审查。但是，他们可能仍需要根据他们的叠加表和可用材料库存检查您的阻抗，以确保它们能够达到您的阻抗目标。在最高服务级别，您的制造商正在为您设计叠层，并会告诉您达到所需阻抗所需的走线宽度。

如果您确定需要为 PCB 制造商指定阻抗控制要求，有许多可接受的方法可以做到这一点。

给你的制造商一个叠加表

如果您已经创建了一个完整的叠层表，那么您可以将您的阻抗控制规范作为您的 PCB 制造商的注释。您通常需要包含以下信息：

您为所需的单端阻抗确定的走线宽度

对差分阻抗重复 #1

对每一层重复 #1 和 #2

为每一层上的每个传输线几何形状指定这些值（共面与微带线/带状线）

这些点很重要，因为不同的层上可能存在不同的迹线几何形状，并且它们也可能具有不同的阻抗值。在您的 PCB 制造说明中完整和清晰是很重要的。确定达到阻抗目标所需的所有走线宽度是前端工程的基本部分之一，通常应由设计人员执行。使用带有集成场解算器的正确叠加计算器可以轻松实现这一目标。

使用Altium Designer 中的Draftsman工具创建的示例叠加表。

如果您为您的电路板开发了一个叠层表，请确保添加一个关于所需走线宽度的注释，以达到如上所示的阻抗目标。上图是未确定层 1-2 和层 3-4 之间的预浸料厚度的示例；层压板和厚度将由制造商在审查设计时确定。并非所有制造商都会为您做这件事，这就是为什么您应该联系可以支持您所需的层堆栈和走线宽度的制造商，以确保您达到阻抗目标。

如果您以正确的方式开始您的项目并首先与您的制造商交谈，他们将为您提供一个堆叠表，其中指定了设计阻抗所需的走线宽度。假设他们批准了您所需的材料或他们库存了合适的替代材料，他们将返回一个经过计算以满足具有指定走线宽度和间距（对于差分对）的阻抗要求的叠层。在制造图纸中创建叠层表时，请遵循制造商的原始叠层，并在叠层表旁边添加阻抗规范作为注释。

在您的 Fab 笔记中指定阻抗

当设计师只关心阻抗匹配，而不是围绕制造商的材料库存设计电路板时，他们经常会这样做。FR4 级层压板和其他材料可以相互替代，但这可能需要更改设计中的走线宽度以达到阻抗目标。通常，设计师会选择一种符合特定斜线板的材料，并且可能具有他们关心的特定热性能。然后他们将使用该介电常数来确定特定阻抗所需的走线宽度。

然后将使用 PCB 制造图中的注释指定阻抗。

阻抗要求：
1. ??? X、Y、Z 层上的 X.XXX MIL 走线需要欧姆阻抗。 
2. ??? X.XXX MIL 走线/X.XXX MIL 层 X、Y、Z 上的间距要求 OHM 差分阻抗。

只要您知道您的制造商可以替代替代材料，以确保每一层的阻抗都能达到您的目标，这就很好。这是尽早与制造商交谈的另一个原因；向他们询问他们的标准叠层和设计规则，您以后就无需再进行设计更改。

制作阻抗表

一种选择是在您的制造图中放置一个小表格，汇总每一层的所有阻抗要求。同样，您只是在该特定层上指定单个宽度和阻抗值。这要么是您通过叠层计算器确定的阻抗，要么是您需要制造商在您的设计中达到的阻抗目标。您可以放置在晶圆厂笔记中的简单（颜色）阻抗表如下所示。

用Altium Designer 中的Draftsman工具创建的示例阻抗表。

将其包含在 SOW 中

具有快速原型制作服务的小型制造几乎从不要求工作说明书 (SOW)。您通常只需通过在线门户网站或电子邮件提交您的设计数据，他们会对其进行报价，只要通过一些基本的 DFM 检查即可将其投入生产。更大的订单将需要您（客户）提交一份工作说明书，工厂将在开始生产之前添加他们的任务和要求清单供您批准。

当您开始与 PCB 制造商对话时，将 SOW 或包含您的阻抗要求的要求列表放在一起以确保他们理解并没有什么坏处。如果您要求进行全面的设计审查，他们将检查您的叠层和布线，以确保您符合 SOW 中的规范。

您还需要指定什么？

阻抗要求不是您需要在设计中指定的唯一要点，但它是现代电路板的重要要点之一。除了低速数字接口之外，您还需要根据阻抗规格进行设计并清楚地传达这一点。在您的设计中还有一些其他重要的点需要指定：

丝印尺寸

精镀

船上单位尺寸

总板厚

成品铜重（所需）

板材尺寸公差

RoHS合规要求

拆板要求

IPC 6012 性能规范级别

为了帮助您准备 PCB 制造并确保满足阻抗控制要求，请使用Altium Designer ® 中的Draftsman工具。当您完成设计并希望将文件发布给您的制造商时，Altium 365™平台可以轻松地协作和共享您的项目。