阻抗(kang)是電路對(dui)電(dian)流(liu)施(shi)加的限(xian)制的量(liang)度(du)。它類似(si)於(yu)電(dian)阻(zu)，但(dan)它也考(kao)慮了電感和電(dian)容的影(ying)響(xiang)。柔性(xing)堆(dui)疊(die)中(zhong)的阻(zu)抗(kang)控制對(dui)於(yu)減少信號(hao)反射和實(shi)現可(ke)靠的信(xin)號(hao)完整(zheng)性(xing)至(zhi)關(guan)重要(yao)。 

受(shou)控阻抗(kang)(CI) 是 PCB 導(dao)體及其(qi)相(xiang)關(guan)參(can)考(kao)平(ping)面(mian)中(zhong)傳(chuan)輸線的特征阻抗(kang)。當(dang)高(gao)頻信(xin)號(hao)通過(guo)電路(lu)板走線傳(chuan)播時(shi)尤其(qi)需(xu)要它。 

為(wei)什(shen)麽需(xu)要控制柔性(xing) PCB 的阻(zu)抗(kang)？

在(zai)現代(dai)，柔性(xing)電(dian)路(lu)板變得(de)更(geng)小、更快、更復(fu)雜(za)。Flex 板通常(chang)用(yong)於高(gao)頻應(ying)用，例(li)如(ru) RF 通信、電信、使用 100MHz 以(yi)上信(xin)號(hao)頻率的計(ji)算、高(gao)速(su)信號(hao)處理和高(gao)質量(liang)模(mo)擬視(shi)頻(pin)，例(li)如(ru)DDR、HDMI、千(qian)兆以太網等。

信(xin)號(hao)走線在(zai)信號(hao)路徑(jing)上(shang)的每(mei)個(ge)點都(dou)有阻(zu)抗(kang)。如(ru)果該阻抗(kang)點(dian)與(yu)點(dian)不(bu)同，就會出現(xian)信(xin)號(hao)反射，其(qi)幅度(du)取決於兩(liang)個(ge)阻抗(kang)之間的差(cha)異。這種(zhong)反(fan)射(she)會以與(yu)信(xin)號(hao)相(xiang)反(fan)的方(fang)向(xiang)傳(chuan)播(bo)，這意(yi)味著反射(she)信(xin)號(hao)會疊(die)加(jia)在(zai)原(yuan)始(shi)信(xin)號(hao)上。為了(le)更好(hao)地理解(jie)受(shou)控阻抗(kang)讀數，為(wei)什麽(me)受(shou)控阻抗(kang)真(zhen)的很(hen)重要(yao)？

PCB 中(zhong)的阻(zu)抗(kang)匹配(pei)是什麽？

當(dang)涉及到(dao)柔性(xing) PCB 設(she)計(ji)時(shi)，阻抗(kang)匹配(pei)變得(de)至(zhi)關重要(yao)，因(yin)為(wei)它們(men)通常(chang)用(yong)於高(gao)速(su)應(ying)用。它是指將(jiang)負載(zai)阻抗(kang)與(yu)傳(chuan)輸(shu)線的特征阻抗(kang)相(xiang)匹配(pei)。如(ru)果負載(zai)阻抗(kang)和特性(xing)阻(zu)抗(kang)相(xiang)等，傳(chuan)輸(shu)線(xian)中(zhong)的反(fan)射(she)就會(hui)被消除(chu)。這確(que)保(bao)了(le)原(yuan)始(shi)信(xin)號(hao)的接收(shou)沒有衰減。

影響柔性(xing)電(dian)路(lu)板阻抗(kang)的因(yin)素(su)

柔性(xing)阻(zu)抗(kang)控制可(ke)以(yi)通過(guo)改變 PCB 走線的物(wu)理(li)尺寸(cun)和所用(yong)介(jie)電材料(liao)的特性(xing)來(lai)實(shi)現(xian)。以下(xia)是影響柔性(xing) PCB 阻(zu)抗(kang)的因(yin)素(su)。

走線的物(wu)理(li)尺寸(cun)

1. 走線高(gao)度 

2. 走線頂(ding)面(mian)的寬度 

3. 走線底(di)面(mian)寬度 

4. 走線頂(ding)部和走線底(di)部的寬度差(cha) 

5. 走線距地平(ping)面(mian)的高(gao)度

所用(yong)介(jie)電材料(liao)的介(jie)電(dian)特性(xing)

1. 加(jia)入的介(jie)電(dian)材料(liao)的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

2. 走線和參(can)考(kao)平(ping)面(mian)之間的介(jie)電(dian)高(gao)度

3. 阻(zu)焊層(ceng)或(huo)覆蓋層(ceng)的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

柔性(xing)板的受(shou)控阻抗(kang)配(pei)置

用(yong)於柔性(xing)板阻抗(kang)控制的最(zui)常(chang)見(jian)配置是：

單(dan)端微(wei)帶(dai)

用(yong)於(yu)柔性(xing) PCB 的單(dan)端微(wei)帶(dai)線(xian)

H1：走線和參(can)考(kao)平(ping)面(mian)之間的電(dian)介(jie)質高(gao)度

W1：走線底(di)面(mian)的寬度

W2：走線頂(ding)面(mian)的寬度

T1：走線的粗(cu)細(xi)

Er1：走線與(yu)參(can)考(kao)平(ping)面(mian)之間的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

這種(zhong)配(pei)置在(zai)電路(lu)板疊(die)層(ceng)的外(wai)層(ceng)具有由(you)均勻(yun)導(dao)體（厚度(du)和寬度）制成(cheng)的傳(chuan)輸(shu)線。參(can)考(kao)平(ping)面(mian)為(wei)在(zai)傳輸(shu)線上傳輸的信(xin)號(hao)提供(gong)電(dian)流返回路徑(jing)。單(dan)端微(wei)帶(dai)線(xian)允許更薄的柔性(xing)結(jie)構(gou)，這也增(zeng)加了靈(ling)活(huo)性(xing)並降低(di)了(le)總成(cheng)本(ben)。

邊緣耦合塗層(ceng)差(cha)分微(wei)帶(dai)線(xian)

用(yong)於(yu)柔性(xing) PCB 的邊緣耦合差(cha)分微(wei)帶(dai)線(xian)

 H1：走線和參(can)考(kao)平(ping)面(mian)之間的電(dian)介(jie)質高(gao)度

W1：走線底(di)面(mian)的寬度

W2：走線頂(ding)面(mian)的寬度

T1：走線的粗(cu)細(xi)

S1：差(cha)分對(dui)的兩(liang)條走線之間的間隔

C1、C2 和 C3：不(bu)同位置的覆(fu)蓋層(ceng)厚度(du)

CEr：覆蓋層(ceng)的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

當(dang)信(xin)號(hao)及其(qi)補碼(ma)在(zai)兩條獨立的走線上(shang)傳輸(shu)時(shi)，稱為差(cha)分信(xin)號(hao)。這些(xie)走線稱為差(cha)分對(dui)。走線以(yi)恒定(ding)的間距布線。具有邊緣耦合差(cha)分對(dui)的主要(yao)優(you)點之壹(yi)是參(can)考(kao)平(ping)面(mian)上(shang)的噪(zao)聲(sheng)對(dui)兩(liang)條跡(ji)線來(lai)說都(dou)是共同的。這抵(di)消了(le)接收(shou)端的噪(zao)聲(sheng)。

單(dan)端帶(dai)狀(zhuang)線

用(yong)於(yu)柔性(xing) PCB 的單(dan)端帶(dai)狀(zhuang)線

H1：第壹(yi)個(ge)電介質的高(gao)度

H2：第(di)二(er)層(ceng)電介(jie)質(zhi)的高(gao)度

W1：走線底(di)面(mian)的寬度

W2：走線頂(ding)面(mian)的寬度

Er1：第壹(yi)電(dian)介質的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

Er2：第二(er)電介(jie)質(zhi)的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

T1：走線的粗(cu)細(xi)

它實(shi)現(xian)了多層(ceng) PCB 中(zhong)兩(liang)個地平(ping)面(mian)之間的信(xin)號(hao)走線。高(gao)頻信(xin)號(hao)的返回路徑(jing)位(wei)於(yu)平(ping)面(mian)上(shang)信號(hao)走線的上(shang)方(fang)和下(xia)方(fang)。

邊緣耦合差(cha)分帶(dai)狀(zhuang)線

用(yong)於(yu)柔性(xing) PCB 的邊緣耦合差(cha)分帶(dai)狀(zhuang)線

H1：第壹(yi)個(ge)電介質的高(gao)度

H2：第(di)二(er)層(ceng)電介(jie)質(zhi)的高(gao)度

W1：走線底(di)面(mian)的寬度

W2：走線頂(ding)面(mian)的寬度

Er1：第壹(yi)電(dian)介質的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

Er2：第二(er)電介(jie)質(zhi)的介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)

T1：走線的粗(cu)細(xi)

S1：差(cha)分對(dui)的兩(liang)條走線之間的間隔

這種(zhong)配(pei)置具有夾(jia)在(zai)兩個(ge)平(ping)面(mian)之間的兩(liang)個(ge)受(shou)控阻抗(kang)跡(ji)線。它類似(si)於(yu)單(dan)端帶(dai)狀(zhuang)線。唯壹(yi)的區別(bie)是它有壹(yi)對(dui)導(dao)體，它們(men)之間以均勻(yun)的距離分開。

另請(qing)閱讀，PCB 中(zhong)的微(wei)帶(dai)線(xian)和帶(dai)狀(zhuang)線有什(shen)麽區別(bie)？

柔性(xing) PCB 中(zhong)的交叉(cha)陰影(ying)參(can)考(kao)平(ping)面(mian)

交叉(cha)陰影(ying)銅(tong)平(ping)面(mian)用(yong)作柔性(xing)電(dian)路(lu)板中(zhong)的參(can)考(kao)平(ping)面(mian)。交叉(cha)影線(xian)平(ping)面(mian)如(ru)下(xia)圖所示。

用(yong)於(yu)控制阻(zu)抗(kang)的柔性(xing)疊(die)層(ceng)中(zhong)的交叉(cha)陰影(ying)銅(tong)平(ping)面(mian)

交叉(cha)影線(xian)導(dao)體寬度 (HW) 與交叉(cha)影線(xian)間距 (HP) 的比率在(zai)表(biao)征(zheng)交叉(cha)影線(xian)平(ping)面(mian)時(shi)起著重要(yao)作用(yong)。如(ru)果該比例約為(wei)0.293，則(ze)可以(yi)實現50%的銅(tong)去(qu)除(chu)。該比率越(yue)小，要去(qu)除(chu)的銅(tong)的百(bai)分(fen)比越大(da)。與剛(gang)性(xing)銅(tong)平(ping)面(mian)相(xiang)比，柔性(xing)控制阻(zu)抗(kang)的唯(wei)壹(yi)缺(que)點是需(xu)要具有更(geng)高(gao)的控制阻(zu)抗(kang)值(zhi)。

參(can)考(kao)平(ping)面(mian)的剖(pou)面(mian)線(xian)間距和剖(pou)面(mian)線(xian)寬度

交叉(cha)影線(xian)參(can)考(kao)平(ping)面(mian)意(yi)味著從(cong)平(ping)面(mian)上(shang)去(qu)除(chu)了很(hen)大(da)比例的銅(tong)。它對(dui)柔性(xing) PCB 中(zhong)的受(shou)控阻抗(kang)有顯(xian)著影響(xiang)。交叉(cha)陰影(ying)平(ping)面(mian)不(bu)能為(wei)信號(hao)走線提供(gong) 100% 的屏(ping)蔽(bi)。交叉(cha)影線(xian)參(can)考(kao)平(ping)面(mian)的主要(yao)目(mu)的是增加電路板的靈(ling)活(huo)性(xing)。

剛(gang)柔結合板的受(shou)控阻抗(kang)

4 層(ceng)剛(gang)柔結合 PCB 堆(dui)疊(die)

上(shang)圖顯示了典型的剛(gang)柔結合疊(die)層(ceng)。如(ru)圖所示，柔性(xing)層(ceng)（聚酰(xian)亞胺(an)）放(fang)置在(zai)疊(die)層(ceng)的中(zhong)心。因(yin)此，壹(yi)旦(dan)進(jin)入剛(gang)性(xing)部(bu)分(fen)，柔性(xing)層(ceng)中(zhong)的阻(zu)抗(kang)走線需(xu)要從(cong)微(wei)帶(dai)線(xian)（在(zai)柔性(xing)區）變為帶(dai)狀(zhuang)線。這可(ke)能(neng)需(xu)要更(geng)厚的柔性(xing)層(ceng)結構(gou)以(yi)滿足所需(xu)的阻(zu)抗(kang)值(zhi)。

另(ling)請(qing)閱讀，剛(gang)柔結合可(ke)降低(di)電(dian)子產品(pin)組(zu)裝(zhuang)成(cheng)本(ben)。

用於(yu)控制阻(zu)抗(kang)的 2 層(ceng)和 3 層(ceng)柔性(xing)堆(dui)疊(die)

用(yong)於(yu)柔性(xing)阻(zu)抗(kang)控制的 2 層(ceng)微(wei)帶(dai)排列(lie)

用(yong)於(yu)柔性(xing)阻(zu)抗(kang)控制的 3 層(ceng)差(cha)分帶(dai)狀(zhuang)線布置

柔性(xing)設(she)計(ji)中(zhong)的阻(zu)抗(kang)控制需(xu)要比標準柔性(xing)芯更厚的柔性(xing)芯，以實現所需(xu)的阻(zu)抗(kang)值(zhi)。較(jiao)厚的柔性(xing)芯會增加整(zheng)體厚度(du)並降低(di)可(ke)彎(wan)曲(qu)性(xing)。

表(biao)面(mian)微(wei)帶(dai)配(pei)置讓位(wei)於(yu)盡(jin)可能最薄的柔性(xing)核心，提供(gong)最(zui)高(gao)程度的靈(ling)活(huo)性(xing)。帶(dai)狀(zhuang)線配置允許在(zai)走線的任(ren)壹(yi)側(ce)進(jin)行(xing)屏(ping)蔽。然而(er)，這種(zhong)配(pei)置顯(xian)著增加(jia)了(le)撓曲(qu)厚度(du)，這反(fan)過(guo)來又(you)降低(di)了(le)撓曲(qu)能力(li)。

用(yong)於(yu)控制阻(zu)抗(kang)的柔性(xing) PCB 材料(liao)

柔性(xing)板通常(chang)由(you)聚酰亞胺(an)基(ji)板制成(cheng)。與(yu)剛(gang)性(xing)材料(liao)相(xiang)比，這些(xie)基(ji)材提供(gong)較(jiao)低(di)的 Dk 值(zhi)（3 到(dao) 3.5）。柔性(xing)材料(liao)的厚度(du)始(shi)終保(bao)持(chi)均勻(yun)。這使它們(men)成為柔性(xing)控制阻(zu)抗(kang)設(she)計(ji)的理(li)想選擇(ze)。

有兩(liang)種類型的聚(ju)酰(xian)亞胺(an)材料(liao)：基(ji)於粘(zhan)合劑(ji)的材料(liao)和無(wu)粘(zhan)合劑(ji)的材料(liao)。無(wu)粘(zhan)合劑(ji)和基(ji)於粘(zhan)合劑(ji)的材料(liao)均可(ke)用(yong)於柔性(xing) CI 設(she)計(ji)。然(ran)而(er)，由(you)於其(qi)壹(yi)致(zhi)的結(jie)果，無(wu)粘(zhan)合劑(ji)材料(liao)更(geng)適合高(gao)速(su)應(ying)用。

Teflon 和 Teflon/Polyimide 混合材料(liao)等先(xian)進(jin)材料(liao)適(shi)用於(yu)高(gao)速(su)應(ying)用。這些(xie)材料(liao)比聚酰亞胺(an)材料(liao)貴。標準的無(wu)粘(zhan)合劑(ji)聚(ju)酰亞胺(an)材料(liao)滿足受(shou)控阻抗(kang)設(she)計(ji)要(yao)求，同時(shi)降低(di)成(cheng)本(ben)。Sierra Circuits 將杜(du)邦材料(liao) 用(yong)於柔性(xing) PCB。

受(shou)控阻抗(kang)是最大(da)限(xian)度減少 PCB 中(zhong)信(xin)號(hao)反射的關(guan)鍵因(yin)素(su)之壹(yi)。如(ru)果您(nin)想了解(jie)有關(guan)柔性(xing) PCB 受(shou)控阻抗(kang)的更(geng)多信(xin)息(xi)，請在(zai)評論(lun)部(bu)分告訴我(wo)們(men)。我(wo)們(men)很樂(le)意(yi)解(jie)決您(nin)的疑(yi)慮。要了解(jie)有關(guan)設計(ji)柔性(xing)板的更(geng)多信(xin)息(xi)，請下(xia)載下(xia)面(mian)提到(dao)的設(she)計(ji)指南(nan)。