【華秋干貨鋪】軟硬結(jié)合板的阻抗計(jì)算，你會(huì)嗎？

華秋 · 發(fā)表于 2023-9-15 14:06:55

問：什么是軟硬結(jié)合板?

答：PCB線路板（硬板）是重要的電子部件，F(xiàn)PC是柔性線路板（軟板），具有配線密度高、重量輕、厚度薄、彎折性好的特點(diǎn)；軟硬結(jié)合板就是柔性線路板與硬性線路板經(jīng)過壓合等工序，按相關(guān)工藝要求組合在一起的板。

問：軟硬結(jié)合板如何計(jì)算控制阻抗？

答：一般PCB工程師日常很少遇到軟硬結(jié)合的產(chǎn)品，對(duì)于軟硬結(jié)合的阻抗了解就更加少了；為了解決PCB工程師對(duì)軟硬結(jié)合板阻抗計(jì)算的困惑，本文將以華秋DFM軟件的相關(guān)操作為例，為大家講解軟硬結(jié)合板阻抗的計(jì)算要點(diǎn)。

軟硬板的阻抗注意事項(xiàng)

硬板模版參數(shù)填寫

H1：半固化片的介質(zhì)厚度，要填寫殘銅流膠后的介質(zhì)厚度。

Erl：介電常數(shù)，一般板材常規(guī)是4.2，如果是特殊板材要填寫板材的介電常數(shù)。

W1：設(shè)計(jì)的阻抗線寬。

W2：線面寬度在線底寬度W1-0.5mil。

S1：設(shè)計(jì)的差分阻抗線距。

T1：內(nèi)層H/Hoz，銅厚按0.6mil計(jì)算，內(nèi)層1/1oz，銅厚按1.2mil計(jì)算，外層成品銅厚1/1oz，銅厚按1.4mil計(jì)算，外層成品銅厚2/2oz，銅厚按2.4mil計(jì)算。

C1：基材上的阻焊厚度0.8mil。

C2：銅面上的阻焊厚度0.5mil。

C3：差分阻抗線之間的阻焊厚度0.8mil。

CEr：阻焊的介電常數(shù)3.5mil。

軟板模版參數(shù)填寫

H1：介質(zhì)厚度，即基材的PI厚度，PI厚度與粘合材料的粘合厚度。

Erl：介電常數(shù)，基材的DK值，不同品牌的材料和厚度的DK值不相同，正常范圍為3.15~4.2。

W1：設(shè)計(jì)的阻抗線寬。

W2：線面寬度在線底寬度W1-0.5mil。

S1：設(shè)計(jì)的差分阻抗線距。

T1：銅的厚度，12um為0.45mil，18um為7mil，35um為1.4mil。

C1：基材上的覆蓋層厚度50um為2mil。

C2：銅面上的覆蓋層厚度28um為1mil。

C3：差分阻抗線之間的覆蓋層厚度50um為2mil。

CEr：覆蓋層的DK值，1/2mil覆蓋層為2.45，1mil覆蓋層為3.4。

華秋DFM軟件可以配置殘銅率，殘銅率默認(rèn)是70%，如其他默認(rèn)的參數(shù)需要調(diào)整，可以在參數(shù)配置里面填寫修改，保存即可。

計(jì)算阻抗匹配介質(zhì)厚度壓合圖

硬板疊層圖

1、華秋DFM軟件可以自動(dòng)生成疊層圖，也可以手動(dòng)填寫層數(shù)、板厚、銅厚等，用疊層圖的介質(zhì)厚度匹配阻抗。

2、如需調(diào)整疊層結(jié)構(gòu)，華秋DFM軟件里面有自帶板材、半固化片（PP）及銅箔的庫，可根據(jù)需要自行選擇。

3、在疊層結(jié)構(gòu)需要更改的參數(shù)位置點(diǎn)擊右鍵，可根據(jù)需要進(jìn)行添加、替換或刪除；彈出的窗口是華秋DFM軟件自帶的物料庫，有芯板、光板、PP、銅箔可供選擇。

添加物料及修改

華秋DFM軟件的板材、PP、銅箔庫修改，物料庫存放的路徑在軟件安裝目錄material文件夾下面，物料庫的文件是Excel電子檔格式，打開修改里面的參數(shù)即可；沒有的板材可以在里面增加或更改，比如軟板的材料。

FPC材料選擇

1、FPC材料PI包含有膠電解、無膠電解、有膠壓延、無膠壓延，有膠和無膠的區(qū)別在于有膠會(huì)厚一點(diǎn)，不是很柔軟，無膠的柔軟性要好一些，電解銅和壓延銅的區(qū)別在于壓延銅的延展好性，耐彎折，但貴些，顏色是銅面黃發(fā)黑，電解銅是銅面偏紅色延展性要差一些。

2、FPC材料PI影響阻抗的因素，介質(zhì)常數(shù)有膠和無膠材料不同，阻抗控制有差別；貼電磁膜的阻抗不好控制，每家電磁膜的結(jié)構(gòu)不同，算出來的阻抗影響很大，一般的解決方法是先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算阻抗打樣生產(chǎn)測(cè)試阻抗，設(shè)計(jì)不滿足阻抗再做調(diào)整。

阻抗計(jì)算列表操作

1、在華秋DFM軟件中輸入阻抗控制要求值，再選擇阻抗層，找到阻抗對(duì)應(yīng)的模板，再輸入原始線寬線距，如參考層特別比如隔層參考，需要手動(dòng)選擇參考層。

2、參數(shù)輸入完畢后點(diǎn)擊全部計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為綠色則計(jì)算正確，若為紅色需要調(diào)整線寬線距或者介質(zhì)厚度。

3、右上角可以更改單位（mil/mm），左下角則可以添加多組阻抗。

4、全部計(jì)算為根據(jù)線寬線距計(jì)算阻抗值，全部反算為根據(jù)阻抗要求值計(jì)算線寬線距。

軟硬結(jié)合處阻抗分別計(jì)算

設(shè)計(jì)文件的阻抗線在軟板區(qū)域和硬板區(qū)域進(jìn)行計(jì)算和控制阻抗時(shí)，分別根據(jù)軟板、硬板的壓合圖中的軟、硬板介質(zhì)厚度來調(diào)整阻抗。

在客戶需要阻抗值并提供疊層結(jié)構(gòu)圖，那么我們?cè)撛趺醋霾拍軡M足客戶要求的阻抗?

第一步：預(yù)估制作合理的壓合圖。

第二步：調(diào)整線寬線距，共面的線到銅距離。

第三步：調(diào)整壓合結(jié)構(gòu)圖的介質(zhì)厚度。

第四步：調(diào)整介電常數(shù)以及銅厚。

調(diào)整后滿足阻抗值，如涉及到改變用戶要求的參數(shù)需與客戶協(xié)商做調(diào)整。

以上對(duì)軟硬結(jié)合板的阻抗計(jì)算，詳細(xì)講解了其方法及要領(lǐng)，主要使用工具華秋DFM軟件，其阻抗計(jì)算功能非常強(qiáng)大，壓合圖可以與阻抗計(jì)算的線寬線距相交互，操作也簡(jiǎn)單，非常實(shí)用，可幫助工程師們提升工作效率。

華秋DFM軟件是國(guó)內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件，擁有300萬+元件庫，可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能，開發(fā)了19大項(xiàng)，52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則，PCBA組裝的分析功能，開發(fā)了10大項(xiàng)，234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。

基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題，能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題，且能夠滿足工程師需要的多種場(chǎng)景，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本。