CN109327969B - 一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法采用H=25um厚度的PI作基材的PI覆铜板,对PROTEL软件的布线线宽W、线距i、覆铜厚度t、地线网格n的参数进行修改,线宽W在0.3‑0.35mm范围内取一值、线距i在1‑1.5mm范围内取一值、覆铜厚度t在22‑28um范围内取一值,地线网格n在0.4‑0.45mm*0.4‑0.45mm范围内取一值,利用PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,获得该电路板的特性阻抗:单端50欧,差分阻抗100欧,达到了高端材料获得的电路板相同的特性阻抗。
Description
技术领域
本发明属于高频线路板的设计制造技术领域,具体涉及一种树脂基材覆铜线路板的设计制造技术领域。
背景技术
现有技术的高频数据传输中,既要保证阻抗匹配,又要保证信号损耗在一个较低的值,行业内目前大多都采用使用高频高速材料来改善这一难点,高频高速材料因其Dk/Df都比常规物料要低,所以可以很好的满足高频阻抗和损耗的匹配,但高频高速材料其价格昂贵,增加了企业的生产成本,对此缺陷一直没有很好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,通过选用一种成本相对较低、高频性能较好的Low Dk材料PI聚酰亚胺树脂基复合材料覆铜板,并配合对板上走线的线宽、线距、覆铜厚度、地线网格进行阻抗匹配设计,采用PROTEL软件设计PCB线路,达到由电源的发出端起,在能量损失最小的情形下,能顺利的传送到接受端,才能尽可能避免信号的反射以及其他电磁干扰和信号完整性问题,保证PCB板的实际使用的稳定性。
本发明的一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法,PI聚酰亚胺树脂基复合材料作基材的PI覆铜板,该基材对应的DK为2.6、DF为0.002,在高频线路的设计中,该PI覆铜板厚度不一样,布线线宽、线距、覆铜厚度、地线网格所有数据均对应的阻抗特性为50±10%欧,而差分阻抗100±10%欧对应的线宽的是在阻抗特性为50±10%欧对应的线宽的基础上减该线宽W的10%获得,而线距i、覆铜厚度t、地线网格n与阻抗特性为50±10%欧对应的数据相同,不同厚度的该PI覆铜板设计的高频线路的阻抗值、规格、参数如下:
采用H为25um厚度的PI聚酰亚胺树脂基复合材料作基材的PI覆铜板,PI覆铜板对应的DK为2.6、DF为0.002,根据高频电路功能,采用PROTEL软件设计原理图,对PROTEL软件的布线线宽W、线距i、覆铜厚度t、地线网格n的参数进行修改输入:线宽W在0.3-0.35mm范围内取一值、线距i在1-1.5mm范围内取一值、覆铜厚度t在22-28um范围内取一值,地线网格n在0.4-0.45mm*0.4-0.45mm范围内取一值通过参数修改输入后,PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,根据PCB板面设计放置各个元器件以及正确布线,完成PCB设计,利用专用复写纸通过喷墨打印机打印输出PCB设计图,将印有PCB设计电路图的一面紧贴PI基材的覆铜板并压紧,并放到热交换器上进行热印,在高温下复写纸上的电路图墨迹转印到PI基材的覆铜板上,对印有墨迹的铜板进行蚀刻并清洗,获得PCB设计高频线路板,经过打孔焊接元器件,测试通过,获得的完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
作为优选,采用H=25um厚度的PI覆铜板进行PROTEL软件布线,对线宽W、线距i、覆铜厚度t、地线网格n的参数进行修改输入:线宽W=0.3mm、线距i=1mm、覆铜厚度t=22um,地线网格n=0.4mm*0.4mm,将参数修改后输入,通过PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
本发明采用H为50um厚度的PI聚酰亚胺树脂基复合材料作基材的PI覆铜板,该PI覆铜板对应的DK为2.6、DF为0.002,根据高频电路功能,采用PROTEL软件设计原理图,对PROTEL软件的布线线宽W、线距i、覆铜厚度t、地线网格n的参数进行修改输入:线宽W在0.5-0.6mm范围内取一值、线距i在1-1.5mm范围内取一值、覆铜厚度t在33-40um范围内取一值,地线网格n在0.4-0.45mm*0.4-0.45mm范围内取一值,通过参数修改输入后,PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,根据PCB板面设计放置各个元器件以及正确布线,完成PCB设计,利用专用复写纸通过喷墨打印机打印输出PCB设计图,将印有PCB设计电路图的一面紧贴PI基材的覆铜板并压紧,并放到热交换器上进行热印,在高温下复写纸上的电路图墨迹转印到PI基材的覆铜板上,对印有墨迹的铜板进行蚀刻并清洗,获得PCB设计高频线路板,经过打孔焊接元器件,测试通过,获得的完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
作为优选,采用H=50um厚度的PI覆铜板进行PROTEL软件的布线线宽、线距、覆铜厚度、地线网格的参数进行修改输入:线宽为0.5mm、线距为1mm、覆铜厚度为33um,地线网格为0.45mm*0.45mm,通过参数修改输入,通过PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
本发明的有益效果是:采用PI聚酰亚胺树脂基复合材料覆铜板具有成本相对较低、高频性能较好的特点,同时根据产品的实际需求,设计信号线线宽W,实现较好的损耗匹配,Dk、线宽满足损耗需求后,调整参考层设计,达到阻抗的匹配,采用PI材料和本发明的布线方法,能够达到高端材料相同的的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧,实现了不增加生产成本的方式来满足高频阻抗和损耗的匹配的发明目的。
附图说明
图1为PI材质生成PCB获得电路板的剖面结构示意图。
图中:1.PI基板,2.覆铜泊,3.覆铜厚度,4.线宽,5.线距,6.基板厚度。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为PI材质生成PCB获得电路板的剖面结构示意图,图中1为PI基板1,PI基板1为聚酰亚胺树脂基复合材料,2为覆铜泊,是镀覆于PI基板1上的铜泊,3为覆铜厚度,4为线宽,5为线距,6为基板厚度。
本发明的一种高频阻抗与损耗匹配的设计方法,PI聚酰亚胺树脂基复合材料作基材的PI覆铜板,该基材1对应的DK为2.6、DF为0.002,在高频线路的设计中,该PI覆铜板厚度不一样,布线线宽4、线距5、覆铜厚度3、地线网格所有数据均对应的阻抗特性为50±10%欧,而差分阻抗100±10%欧对应的线宽4的是在阻抗特性为50±10%欧对应的线宽4的基础上减该线宽4的10%获得,而线距5、覆铜厚度3、地线网格n与阻抗特性为50±10%欧对应的数据相同,不同厚度的该PI覆铜板设计的高频线路的阻抗值、规格、参数如下:
采用基板厚度6为25um的聚酰亚胺树脂基复合材料作PI基板1的覆铜板,PI覆铜板对应的DK为2.6、DF为0.002,根据高频电路功能,采用PROTEL软件设计原理图,对PROTEL软件的布线线宽4、线距5、覆铜厚度3、地线网格n的参数进行修改输入:线宽4在0.3-0.35mm范围内取一值、线距5在1-1.5mm范围内取一值、覆铜厚3在22-28um范围内取一值,地线网格n在0.4-0.45mm*0.4-0.45mm范围内取一值通过参数修改输入后,PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,根据PCB板面设计放置各个元器件以及正确布线,完成PCB设计,利用专用复写纸通过喷墨打印机打印输出PCB设计图,将印有PCB设计电路图的一面紧贴PI基材的覆铜板并压紧,并放到热交换器上进行热印,在高温下复写纸上的电路图墨迹转印到PI基材1的覆铜板上,对印有墨迹的铜板进行蚀刻并清洗,获得PCB设计高频线路板,经过打孔焊接元器件,测试通过,获得的完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧.
本发明的优选实施例,采用基板厚度6为25um的PI覆铜板进行PROTEL软件布线,对线宽4、线距5、覆铜厚度3、地线网格n的参数进行修改输入:线宽4为0.3mm、线距5为1mm、覆铜厚度3为22um,地线网格n=0.4mm*0.4mm,将参数修改后输入,通过PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
本发明的另外一种高频阻抗与损耗匹配的设计方法,采用基板厚度6为50um的聚酰亚胺树脂基复合材料作PI基板1的覆铜板,该PI覆铜板对应的DK为2.6、DF为0.002,根据高频电路功能,采用PROTEL软件设计原理图,对PROTEL软件的布线线宽4、线距5、覆铜厚度3、地线网格的参数进行修改输入:线宽4在0.5-0.6mm范围内取一值、线距5在1-1.5mm范围内取一值、覆铜厚度3在33-40um范围内取一值,地线网格n在0.4-0.45mm*0.4-0.45mm范围内取一值,通过参数修改输入后,PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,根据PCB板面设计放置各个元器件以及正确布线,完成PCB设计,利用专用复写纸通过喷墨打印机打印输出PCB设计图,将印有PCB设计电路图的一面紧贴PI基材的覆铜板并压紧,并放到热交换器上进行热印,在高温下复写纸上的电路图墨迹转印到PI基材的覆铜板上,对印有墨迹的铜板进行蚀刻并清洗,获得PCB设计高频线路板,经过打孔焊接元器件,测试通过,获得的完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧;
本发明的又一个优选实施例,采用厚度为50um的PI覆铜板进行PROTEL软件的布线线宽4、线距5、覆铜厚度3、地线网格的参数进行修改输入:线宽4为0.5mm、线距5为1mm、覆铜厚度3为33um,地线网格为0.45mm*0.45mm,通过参数修改输入,通过PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
以上所述,仅为本发明较佳实施方式,但本发明保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内,根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
2.根据权利要求1所述的一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法,其特征在于:采用厚度为25um的PI聚酰亚胺树脂基复合材料作基材的PI覆铜板,该PI覆铜板对应的DK为2.6、DF为0.002,根据高频电路功能,采用PROTEL软件设计原理图,对PROTEL软件的布线线宽、线距、覆铜厚度、地线网格的参数进行修改输入:线宽在0.3-0.35mm范围内取一值、线距在1-1.5mm范围内取一值、覆铜厚度在22-28um范围内取一值,地线网格在0.4-0.45mm*0.4-0.45mm范围内取一值,通过参数取值输入后,利用PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,根据PCB板面设计放置各个元器件以及核查正确布线,完成PCB设计,利用专用复写纸通过喷墨打印机打印输出PCB设计图,将印有PCB设计电路图的一面紧贴PI基材的覆铜板并压紧,并放到热交换器上进行热印,在高温下复写纸上的电路图墨迹转印到PI基材的覆铜板上,对印有墨迹的铜板进行蚀刻并清洗,获得PCB设计高频线路板,经过打孔焊接元器件,测试通过,获得的完整电路板,该完整电路板的阻抗值、规格、参数如下:
经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
3.根据权利要求1或2所述的一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法,其特征在于:对采用厚度为25um的PI覆铜板进行PROTEL软件的布线线宽、线距、覆铜厚度、地线网格的一组参数进行赋值输入:线宽为0.3mm、线距为1mm、覆铜厚度为22um,地线网格为0.4mm*0.4mm,通过该组参数的输入,利用PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
4.根据权利要求1所述的一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法,其特征在于:采用厚度为50um的PI聚酰亚胺树脂基复合材料作基材的PI覆铜板,该PI覆铜板对应的DK为2.6、DF为0.002,根据高频电路功能,采用PROTEL软件设计原理图,对PROTEL软件的布线线宽、线距、覆铜厚度、地线网格的参数进行修改输入:线宽在0.5-0.6mm范围内取一值、线距在1-1.5mm范围内取一值、覆铜厚度在33-40um范围内取一值,地线网格在0.4-0.45mm*0.4-0.45mm范围内取一值,通过参数修改输入后,PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,根据PCB板面设计放置各个元器件以及正确布线,完成PCB设计,利用专用复写纸通过喷墨打印机打印输出PCB设计图,将印有PCB设计电路图的一面紧贴PI基材的覆铜板并压紧,并放到热交换器上进行热印,在高温下复写纸上的电路图墨迹转印到PI基材的覆铜板上,对印有墨迹的铜板进行蚀刻并清洗,获得PCB设计高频线路板,经过打孔焊接元器件,测试通过,获得的完整电路板,该完整电路板的阻抗值、规格、参数如下:
经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
5.根据权利要求1所述的一种高频阻抗与损耗匹配的线路板的设计方法,其特征在于:对采用厚度为50um的PI覆铜板进行PROTEL软件的布线线宽、线距、覆铜厚度、地线网格的参数进行修改输入:线宽为0.5mm、线距为1mm、覆铜厚度为33um,地线网格为0.45mm*0.45mm,通过参数取值输入,利用PROTEL软件对各元件建立封装,生成PCB,并经过打印、转印、蚀刻、清洗、打孔、焊接元器件,获得完整电路板,经过检测获得该电路板的特性阻抗:单端50±10%欧,差分阻抗100±10%欧。
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