阻抗計算│軟硬結合板篇

問1：什么是軟硬結合板?

答：PCB線路板（硬板）是重要的電子部件，FPC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；軟硬結合板就是柔性線路板與硬性線路板經過壓合等工序，按相關工藝要求組合在一起的板。

問2：軟硬結合板如何計算控制阻抗？

答：一般PCB工程師日常很少遇到軟硬結合的產品，對于軟硬結合的阻抗了解就更加少了；為了解決PCB工程師對軟硬結合板阻抗計算的困惑，本文將以華秋DFM軟件的相關操作為例，為大家講解軟硬結合板阻抗的計算要點。

一、軟硬板的阻抗注意事項

1、硬板模版參數填寫

H1：半固化片的介質厚度，要填寫殘銅流膠后的介質厚度。

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

W1：設計的阻抗線寬。

W2：線面寬度在線底寬度W1-0.5mil。

S1：設計的差分阻抗線距。

T1：內層H/Hoz，銅厚按0.6mil計算，內層1/1oz，銅厚按1.2mil計算，外層成品銅厚1/1oz，銅厚按1.4mil計算，外層成品銅厚2/2oz，銅厚按2.4mil計算。

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3.5mil。

2、軟板模版參數填寫

H1：介質厚度，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，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：設計的阻抗線寬。

W2：線面寬度在線底寬度W1-0.5mil。

S1：設計的差分阻抗線距。

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，殘銅率默認是70%，如其他默認的參數需要調整，可以在參數配置里面填寫修改，保存即可。

二、計算阻抗匹配介質厚度壓合圖

1、硬板疊層圖

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

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

3） 在疊層結構需要更改的參數位置點擊右鍵，可根據需要進行添加、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。

2、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即可；沒有的板材可以在里面增加或更改，比如軟板的材料。

3、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，有膠和無膠的區別在于有膠會厚一點，不是很柔軟，無膠的柔軟性要好一些，電解銅和壓延銅的區別在于壓延銅的延展好性，耐彎折，但貴些，顏色是銅面黃發黑，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，介質常數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，每家電磁膜的結構不同，算出來的阻抗影響很大，一般的解決方法是先根據經驗計算阻抗打樣生產測試阻抗，設計不滿足阻抗再做調整。

4、阻抗計算列表操作

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

2） 參數輸入完畢后點擊全部計算，計算結果為綠色則計算正確，若為紅色需要調整線寬線距或者介質厚度。

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）全部計算為根據線寬線距計算阻抗值，全部反算為根據阻抗要求值計算線寬線距。

三、軟硬結合處阻抗分別計算

設計文件的阻抗線在軟板區域和硬板區域進行計算和控制阻抗時，分別根據軟板、硬板的壓合圖中的軟、硬板介質厚度來調整阻抗。

在客戶需要阻抗值并提供疊層結構圖，那么我們該怎么做才能滿足客戶要求的阻抗?

第一步：預估制作合理的壓合圖。

第二步：調整線寬線距，共面的線到銅距離。

第三步：調整壓合結構圖的介質厚度。

第四步：調整介電常數以及銅厚。

調整后滿足阻抗值，如涉及到改變用戶要求的參數需與客戶協商做調整。

以上對軟硬結合板的阻抗計算，詳細講解了其方法及要領，主要使用工具華秋DFM軟件，其阻抗計算功能非常強大，壓合圖可以與阻抗計算的線寬線距相交互，操作也簡單，非常實用，可幫助工程師們提升工作效率。

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審核編輯 黃宇