在现代电子设备的制造中，电路板（PCB）是至关重要的组成部分。PCB的设计涉及到许多因素，其中PCB材料特性是决定电路板性能和可靠性的重要因素之一。不同的PCB材料在热、机械和电气方面表现出不同的行为，而正确选择和应用这些材料可以最大程度地优化电路板的性能。 在电子产品使用的PCB，基本都是由铜箔和有机材料组成的，如下图所示： 重要的PCB材料特性 1. 电气性能 电气性能是决定电路板信号传输和性能的关键因素之一。在PCB材料中，介电常数是一个重要的电气特性。介电常数影响信号的传播速度和损耗，特别是在高速/高频PCB设计中。介电常数随着频率的变化而变化，导致信号的色散和损耗。设计人员在选择PCB材料时，应特别关注介电常数的频率依赖性，以确保在高频应用中获得准确的信号传输。 2. 结构特性 PCB的结构特性会影响电路板的机械、热学和电气性能。其中两个关键方面是玻璃编织风格和铜导体粗糙度。 玻璃编织风格 玻璃编织风格在PCB基板上留下缝隙，影响基板的介电常数和机械性能。玻璃编织风格中的间隙会引起所谓的纤维编织效应，导致介电常数的变化和信号损耗。这在高频应用中尤为明显，可能影响信号的稳定性和传输质量。 铜导体粗糙度 铜导体的表面粗糙度影响电路板的电阻抗和信号传输。较粗糙的导体表面会增加高频信号传输时的损耗，降低信号质量。设计人员应该选择合适的导体制造方法和材料，以确保导体表面的平滑度和电气性能。 3. 热性能 PCB的热性能对于电子设备的散热和稳定性至关重要。在选择PCB材料时，热导率和比热是两个重要的考虑因素。 热导率和比热 热导率表示了热量在材料中传递的能力，而比热表示了材料温度变化所需的热量。这两个参数共同影响电路板的热传导和温度分布。对于需要高效散热的应用，应选择具有较高热导率的PCB材料，以确保热量能够有效地从电路板散发出去。 玻璃化转变温度和热膨胀系数（CTE） 玻璃化转变温度和热膨胀系数是决定PCB材料在热变化下性能的重要指标。玻璃化转变温度是材料从玻璃态转变为橡胶态的温度，影响材料的机械性能和稳定性。热膨胀系数表示材料在温度变化下体积的变化程度，影响PCB在热循环中的可靠性和稳定性。设计人员应选择具有适当玻璃化转变温度和热膨胀系数的PCB材料，以适应预期的工作温度范围和热循环环境。 Tg指标 （1）一般Tg的板材：130℃~150℃，如KB-6164F（140℃）、S1141（140℃）； （2）中等Tg的板材：150℃~170℃，如KB-6165F（150℃）、S1141 150（150℃）； （3）高等Tg的板材：170℃及以上，如KB-6167F（170℃）、S1170 （170℃）。 结论 在电路板设计中，正确选择和应用PCB材料是确保电路板性能和可靠性的关键。不同的PCB材料具有不同的电气、结构、机械和热性能，设计人员应根据应用需求仔细评估这些特性。通过考虑介电常数、结构特性和热性能等关键因素，设计人员可以制定出更稳定、高效的电子设备，满足不同应用的需求。 常见问题解答 Q1: 为什么介电常数对PCB设计重要？ A: 介电常数影响信号传播速度和损耗，对于高速/高频PCB设计非常关键。 Q2: 玻璃化转变温度是什么？ A: 玻璃化转变温度是材料从玻璃态转变为橡胶态的温度，影响材料的机械性能和稳定性。 Q3: 铜导体粗糙度对信号传输有何影响？ A: 铜导体粗糙度会增加信号传输时的损耗，降低信号质量。 Q4: 为什么热导率重要？ A: 热导率影响电路板的散热性能，对于高功率应用非常关键。 Q5: 如何选择合适的PCB材料？ A: 根据应用需求评估电气、结构、机械和热性能，选择最适合的PCB材料以优化性能和可靠性。 1、我们经常选择的FR-4不是一种材料的名称 我们经常指的“FR-4”是一种耐燃材料等级的代号，它所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级，因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类，但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。 比如说我们家现在做的FR-4水绿玻纤板 黑色玻纤板，他都具有耐高温、绝缘、阻燃等功能。所以大家在选择材料的时候一定要搞清楚自己需要的材料要达到什么特点。这样就好选购到自己所需的产品。 印刷电路板基材主要有二大类：有机类基板材料和无机类基板材料，使用最多的是有机类基板材料。层数不同使用的 PCB 基材也不同，比如 3～4 层板要用预制复合材料，双面板则大多使用玻璃－环氧树脂材料。 分类 材质 名称 代码 特征 刚性覆铜薄板 纸基板 酚醛树脂覆铜箔板 FR-1 经济性，阻燃 FR-2 高电性，阻燃(冷冲) XXXPC 高电性(冷冲) XPC经济性 经济性(冷冲) 环氧树脂覆铜箔板 FR-3 高电性，阻燃 聚酯树脂覆铜箔板 玻璃布基板 玻璃布－环氧树脂覆铜箔板 FR-4 耐热玻璃布-环氧树脂覆铜箔板 FR-5 G11 玻璃布-聚酰亚胺树脂覆铜箔板 GPY 玻璃布-聚四氟乙烯树脂覆铜箔板 复合材料基板 环氧树脂类 纸（芯）-玻璃布（面）-环氧树脂覆铜箔板 CEM-1，CEM-2 (CEM-1阻燃)；(CEM-2非阻燃) 玻璃毡（芯）-玻璃布（面）-环氧树脂覆铜箔板 CEM3 阻燃 聚酯树脂类 玻璃毡（芯）-玻璃布（面）-聚酯树脂覆铜箔板 玻璃纤维（芯）-玻璃布（面）-聚酯树脂覆铜板 特殊基板 金属类基板 金属芯型 金属芯型 包覆金属型 陶瓷类基板 氧化铝基板 氮化铝基板 AIN 碳化硅基板 SIC 低温烧制基板 耐热热塑性基板 聚砜类树脂 聚醚酮树脂 挠性覆铜箔板 聚酯树脂覆铜箔板 聚酰亚胺覆铜箔板 【最新PCB及相关材料IEC标准信息】 国际电工委员会（简称IEC）是一个由各国技术委员会组成的世界性标准化组织，我国的国家标准主要是以IEC标准为依据制定，IEC标准也是PCB及相关基材领域中标准发展较快，先进的国际标准之一。为了便于同行了解PCB及相关材料的IEC技术标准信息，推进印电路技术的发展最快的与国际标准接轨，今将IEC现行有效的PCB基材（覆箔板）标准、PCB标准、PCB相关材料的技术标准、其涉及的测试方法标准的标准信息及修订情况整理如下： PCB及基材测试方法标准: 1、IEC61189-1（1997-03）：电子材料试验方法，内连结构和组件----第一部分：一般试验方法和方法学。 2、IEC61189（1997-04）电子材料试验方法，内连结构和组件----第二部分：内连结构材料试验方法 2000年1月第一次修订 3、IEC61189-3（1997-04）电子材料试验方法，内连结构和组件----第三部分：内连结构（印制板）试验方法1999年7月第一次修订。 4、IEC60326-2（1994-04）印制板----第二部分；试验方法1992年6月第一次修订。 PCB相关材料标准 1、IEC61249-5-1（1995-11）内连结构材料----第5部分：未涂胶导电箔和导电膜规范----第一部分：铜箔（用于制造覆铜基材） 2、IEC61249-5-4（1996-06）印制板和其它内连结构材料----第5部分：未涂胶导电箔和导电膜规范----第四部分；导电油墨。 3、IEC61249-7-（1995-04）内连结构材料----第7部分：抑制芯材料规范----第一部分：铜/因瓦/铜。 4、IEC61249-8-7（1996-04）内连结构材料----第8部分：非导电膜和涂层规范----第七部分：标记油墨。 5、IEC61249 8 8（1997-06）内连结构材料----第8部分：非导电膜和涂层规范----第八部分：永久性聚合物涂层。 印制板标准 1、IEC60326-4（1996-12）印制板----第4部分：内连刚性多层印板----分规范。 2、IEC60326-4-1（1996-12）印制板----第一4部分：内连刚性多层印制板----分规范----第一部分：能力详细规范----性能水平A、B、C。 3、IEC60326-3（1991-05）印制板----第三部分：印制板设计和使用。 4、IEC60326-4（1980-01）印制板----第四部分：单双面普通也印制板规范（该标准1989年11月第一次修订）。 5、IEC60326-5（1980-01）印制板----第五部分：有金属化孔单双面普通印制板规范（1989年月日0月第一次修订）。 6、EC60326-7（1981-01）印制板----第七部分：（无金属化孔）单双面挠性印制板规范（1989年11月第一次修订）。 7、EC60326-8（1981-01）印制板----第八部分：（有金属化孔）单双面挠性印制板规范（该标准1989年11月第一次修订）。 8、EC60326-9（1981-03）印制板----第九部分：（有金属化孔）单双面挠性印制板规范（该标准1989年11月第一次修订）。 9、EC60326-9（1981-03）印制板----第十部分：（有金属化孔）刚-挠双面印制板规范（1989年11月第一次修订）。 10、EC60326-11（1991-03）印制板----第十一部分：（有金属化孔）刚-挠多层印制板规范。 11、EC60326-12（1992-08）印制板----第十二部分：整体层压拼板规范（多层印制板半成品）。 (1)纸基印纸基印纸基印纸基印制板制板制板制板 这类印制板使用的基材以纤维纸作增强材料，浸上树脂溶液(酚醛树脂、环氧树脂等)干燥加工后，覆以涂胶的电解铜箔，经高温高压压制而成。按美国 ASTM/NEMA(美国国家标准协会/美国电气制造商协会)标准规定的型号，主要品种有FR-1、FR-2、FR-3(以上为阻燃类XPC、 XXXPC(以上为非阻燃类)。全球纸基印制板85%以上的市场在亚洲。最常用、生产量大的是FR-1和XPC印制板。 (2)环氧玻纤布印制板环氧玻纤布印制板环氧玻纤布印制板环氧玻纤布印制板 这类印制板使用的基材是环氧或改性环氧树脂作黏合剂，玻纤布作为增强材料。这类印制板是当前全球产量最大，使用最多的一类印制板。在ASTM/NEMA标准中，环氧玻纤布板有四个型号：G10(不阻燃)，FR-4(阻燃)；G11(保留热强度，不阻燃)，FR-5(保留热强度，阻燃)。实际上，非阻燃产品在逐年减少，FR-4占绝大部分。 (3)复合基材印制板合基材印制板合基材印制板合基材印制板 这类印制板使用的基材的面料和芯料是由不同增强材料构成的。使用的覆铜板基材主要是CEM(composite epoxy material)系列，其中以CEM-1和CEM-3最具代表性。CEM一1基材面料是玻纤布，芯料是纸，树脂是环氧，阻燃；CEM-3基材面料是玻纤布，芯料是玻纤纸，树脂是环氧，阻燃。复合基印制板的基本特性同FR-4相当，而成本较低，机械加工性能优于FR-4。 (4)特种基材印制板特种基材印制板特种基材印制板特种基材印制板 金属基材(铝基、铜基、铁基或因瓦钢)、陶瓷基材，根据其特性、用途可做成金属(陶瓷)基单、双、多层印制板或金属芯印制板。 2、选择板材，我们需要考虑SMT带来的影响 无铅化电子组装过程中， 由于温度升高，印刷电路板受热时发生弯曲的程度加大，故在 SMT 中要求尽量采用弯曲程度小的板材，如 FR-4 等类型的基板。由于基板受热后的胀缩应力对元件产生的影响，会造成电极剥离，降低可靠性，故选材时还应该注意材料膨胀系数，尤其在元件大于 3.2×1.6mm 时要特别注意。表面组装技术中用 PCB 要求高导热性，优良耐热性（150℃，60min）和可焊性（260℃，10s），高铜箔粘合强度（1.5×104Pa 以上）和抗弯强度（25×104Pa），高导电率和小介电常数、好冲裁性（精度±0.02mm）及与清洗剂兼容性，另外要求外观光滑平整，不可出现 翘曲、裂纹、伤痕及锈斑等。 3、PCB的厚度选择 印制电路板厚度有 0.5mm、0.7mm、0.8mm、1mm、1.5mm、1.6mm、（1.8mm）、 2.7mm、（3.0mm）、3.2mm、4.0mm、6.4mm，其中 0.7mm 和 1.5mm 板厚的 PCB 用 于带金手指双面板的设计，1.8mm 和 3.0mm 为非标尺寸。印制电路板尺寸从生产角度考虑，最小单板不应小于 250×200mm，一般理 想尺寸为（250～350mm）×（200×250mm），对于长边小于 125mm 或宽边小于 100mm 的 PCB，易采用拼板的方式。表面组装技术对厚度为 1.6mm 基板弯曲量的 规定为上翘曲≤0.5mm，下翘曲≤1.2mm。通常所允许的弯曲率在 0.065%以下 根据金属材料分为 3 种，典型的 PCB 所示；根据结构软硬分为 3 种，电子插件也向高脚数、小型化、SMD 化及复杂化发展。电子插件通过接脚安装在线路板上并将接脚焊在另一面上，这种技术称为 THT （ThroughHoleTechnology）插入式技术。这样在 PCB 板上要为每只接脚钻孔，示意了 PCB 的典型应用方式。 4、钻孔 随着 SMT 贴片技术的高速发展，多层线路板之间需要导通，通过钻孔后电镀来保证，这就 需要各种钻孔设备。为满足以上的要求，目前，在国内外推出不同性能的 PCB 数控钻孔设备。印制线路板的生产过程是一个复杂的过程，它涉及的工艺范围较广，主要涉及的领域有光化学、电化学、热化学；在生产制造过程中涉及的工艺步骤也比较多，以硬多层线路板为例来说明其加工工序。在整个工序中钻孔是十分重要的工序，孔的加工占用的时间也是最长的，孔的位置精度和孔壁质量直接影响后续孔的金属化和贴片等工序，也直接影响印制线路板的加工质量和加工成本数控钻孔机原理、结构及功能在线路板上钻孔的常 用方法有数控机械钻孔方法和激光钻孔方法等，现阶段以机械钻孔方法使用最多。
定子和转子是电动机上必须的部件，定子固定安装在机壳上，一般定子上面会绕有线圈；转子是通过轴承或轴套安装固定在机座上，转子上有硅钢片、有线圈，电流在线圈的作用下会在定子、转子的硅钢片上产生磁场...
这篇文章主要是关于 PCB 元器件位置摆放技巧， 说起位置，最开始联系到的是房地产，毕竟房嘛，最看重的就是位置（好比深圳和老家的房价简直不一个层次的）。位置除了在房地产中最重要，在PCB元器件中也是非常重要的。PCB元器件放置会影响测试、可靠性、功能、性能等方方面面。本质上讲，所有设计决策都受到PCB组件精确放置的影响。 有研究表明：乱糟糟的桌面意味着更聪明的头脑，如果在PCB设计的时候也这么想，那你就完了。对一些PCB layout工程师来说， PCB布线布局最有意思的部分绝对不是放置数百个组件，PCB布线是一门艺术。（当然我没有达到这个境界） 关于PCB布线的技巧，可以点击标题直接跳转： 干货｜PCB布线教程，14条PCB布线原则技巧总结，带你搞定PCB布线PCB布线布局图 一、为什么有效的元器件布线布局很重要？ 当你根据自己的心血来潮和幻想将元器件放置在PCB上时，自己是很愉快了，但当现场出现问题，面对来自其他工程师和客户的一连串投诉和挨怼时，你就很不愉快了。 组件不正确的放置会影响 PCB 的功能、耐用性、可制造性和可维护性等功能。例如，在没有适当隔离的情况下放置模拟和数字组件，恭喜你，完美且成功地让模拟信号受损。 PCB元器件实物图 当组件放置位置不正确时，功能缺乏并不是唯一的问题。如果你正在设计需要定期维护的 PCB，如果组件放置位置出现问题，再次恭喜你，会受到现场维修人员的”厚爱“。 二、常见的 PCB 元件放置问题 一般来说，大多数组件放置的问题是由于更复杂的布线或者其他问题发生的，以下是一些常见的问题： 1、元器件间距过近 当元器件放置得太近时，会产生自动取放问题，对测试（夹具）产生不利影响。 2、PCB拼板分开不方便 当组件太靠近电路板边缘时，可能很难使用布线将 PCB 拼板分离成单板。 3、返工变得更加困难 如果需要返工，如果组件间隔不好，会更加困难。 4、波峰焊元件的位置和方向 如果元件是分立的，当 PCB 通过波峰焊时，两个引脚同时进入焊料。但是，对于较大的组件，不应该放在体积比较大的组件之前，因为会产生阴影。 三、PCB元器件摆放技巧 1、了解PCB板的形状和尺寸限制 在设计 PCB 时，最重要的是要考虑 PCB 需要安装在内部的外壳，确定安装孔和边缘连接器的位置，这对 PCB 的形状和尺寸至关重要。 2、弄清楚 PCB 板的制作工艺 在设计 PCB 板之前，需要咨询制造商，是按照什么工艺来组装和测试PCB和组件的，确定好你在PCB板上的占用空间。 3、不要将集成电路放置得太近 建议在 PCB 板的每个集成电路之间至少留出 0.35 英寸至 0.5 英寸的间距，并为更大的 IC 留出更多空间。将 IC 放置得太近会导致在布线连接引脚时空间有限，从而浪费时间重新安排设计。元器件位置 4、确保相似的组件朝向相同的方向 如果将相似的组件朝向相同的方向，会使得后续人员的安装、检查和测试过程变得简单。如果没有将相似组件定在同一个方向可能会破坏焊接过程，甚至导致某些元器件根本都没有被焊接，然后使得 PCB 板出现短路和开路。PCB板上的相似的组件沿着相同的方向 5、按功能对组件进行分组 确保组件根据电路中的功能块进行隔离。例如，电源管理组件不应与模拟部件混杂在一起，高速数字通信应保持独立。 规划这些组件应放置在 PCB 上的位置，根据经验是让最嘈杂的信号远离高度敏感的信号，此外，通过根据功能对组件进行分组，你可以更好地控制它们的返回路径。元器件放置根据功能放置（模拟和数字） 6、先放置边缘元件 放置边缘元件有利于输入和输出连接的电路板布局。这些部件通常是由于机械外壳而不能移动的部件（例如，连接器、开关、插孔、USB 端口等）。如果你这样做的话，相信我，PCB安装人员和技术人员将不胜感激。边缘元件放在外围 7、高频元件的定位 当电信号超过 1 MHz 的频率时，系统变得非常关键，特别是在电气和电子元件的定位方面，尤其是电容和电感元件。即使在相互电连接时，这些组件也会根据它们的布置、电连接的形状和大小而表现不同。有时将电容或电感移动几厘米就足以完全改变电子电路的行为。 在高频电路中，接地层在扩展方面必须非常有限，并且与其相连的组件应尽可能彼此靠近。高频元件的定位 8、放置散热元件 一般规则规定，连接各种元件（电阻、电容、电感、集成器件等）的走线应该非常短，并且设备非常靠近。当主要在高频下运行时，情况确实如此。然而，最小化连接的长度可能会产生热问题，导致局部热量的不均匀积累。 乍一看无法解释的故障，在这些情况下，最好采用电路中的元件和热导管的平行定位。放置散热元件 9、让组件远离散热区 在功率要求高的应用中，稳压器会显着升温。很有可能，你已经包含了一些散热过孔以提高散热率。但是，将其他组件放置在调节器附近是没有那么机智的。当你使用功率运算放大器或其他发热设备时，这同样适用。 10、不要重叠零件 重叠的零件可能会由于组件之间的电流流过而导致短路。 11、尽可能将所有的部件都放在同一层上 一层上许多设计需要多层 PCB 来适应重量和空间限制。但是，如果将零件放置在多层上，在进行元器件安装时，因为焊接工艺问题不得进行双多通道，这可能会浪费不必要的昂贵制造成本。 12、标准化组件方向 保持IC管脚和极化元件对齐，所有 IC，无论其占位面积如何，都有一个引脚 1 标记。 如果你不希望每次提交设计时组装人员都抱怨，还是把放在它们都在同一方向上对齐。并且这可以提高组装过程的效率且减少了放置错误。 13、为铜迹线腾出空间 电子产品需要更小的 PCB，但有时你需要坚持使用最佳尺寸，不然你可能会发现不可能完成所有走线的布线。放置元件时，要确保有足够的间隙让铜线穿过，尤其是在有数百个引脚的元件附近。 14、遵循原理图设计 像原理图设计一样在 PCB 布局上按逻辑组放置组件将节省时间并最大限度地减少走线长度，因为很多部件已根据原理图进行逻辑分组。 以上就是关于PCB元器件摆放技巧简单的介绍，希望能够对大家有用。 免责声明：本文转自网络，版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请及时与我们联系，谢谢！
在电子产品领域，PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是极为关键的部件，无论是高速电路、高频电路还是毫米波相关产品，都离不开它。而 PCB 板的加工是一项复杂的系统工程，涵盖 PCB 材料、药水、加工工艺以及线路几何参数等多个方面，其中诸多因素都会对传输线的阻抗造成影响。 一、影响传输线阻抗的因素 （一）线路几何参数 1、线宽 线宽与阻抗成反比关系，即线宽越宽，阻抗越小；线宽越窄，阻抗越大。在生产过程中，若工艺不稳定致使线宽发生变化，那么阻抗也会随之改变。据与众多厂商合作的经验，传输线线宽的变化幅度通常在 10% 左右。将线宽变化类型设为 Gauss 分布，std 设为 10%，利用 ADS CILD 进行仿真分析，结果显示阻抗最低可达 46ohm，最高可达 58ohm。在较长的传输线上，这种极端状态可能会导致回波损耗增大，插入损耗也会相应增加。 2、线长 传输线长度增加时，信号传输路径变长，分布电容和电感也会相应增加，进而导致阻抗发生变化。随着线长的增长，信号在传输过程中受到的影响更为复杂，阻抗的改变也会对信号完整性产生较大影响 。此处说的不是特征阻抗。我们单纯把走线和与参考平面看成是电容关系，随着走线越长，综合出来的电容值也会变大。 3、线间距 线间距增大，线间的耦合电容减小，互感也会有所变化，这会使传输线的阻抗增大。合适的线间距对于控制传输线阻抗以及减少线间干扰至关重要，在 PCB 设计时需要根据具体的电路要求和信号特性来合理设置线间距 。 4、参考平面 参考平面是 PCB 设计中影响传输线阻抗的重要因素。传输线与参考平面之间的距离、参考平面的完整性以及参考平面的材质等都会对阻抗产生影响。当传输线与参考平面的距离减小时，电容增大，阻抗减小；反之，距离增大则阻抗增大。同时，若参考平面存在不连续或分割的情况，会导致传输线的电流分布发生变化，从而改变阻抗。此外，不同材质的参考平面具有不同的电导率和磁导率，也会影响传输线的阻抗特性 。 （二）PCB 材料相关 1、铜箔厚度 在 PCB 产品里，铜厚分为基铜厚度和镀铜厚度。通常基铜相对较为均匀，但也并非绝对；镀铜的均匀性则因工厂稳定性不同而差异较大。镀铜厚度的变化会致使传输线阻抗和损耗改变。假设镀铜的变化范围为 10%，通过 ADS CILD 进行统计分析，结果显示阻抗主要在 49.5 到 51ohm 之间变化，相较于线宽变化对阻抗的影响，其变化区间较小。 2、介质厚度 在 PCB 生产时，介质厚度的变化主要源于原材料、生产过程中的压合以及填胶环节。一旦介质厚度发生变化，不仅会造成阻抗改变，还会影响损耗，严重时甚至会导致传输线出现较大损耗。从仿真结果来看，阻抗变化分布在 44ohm 到 54ohm 之间，变化范围可达 10ohm。 3、介电常数 介电常数对传输线阻抗有着重要影响，一般来说，介电常数与阻抗成反比关系。不同类型的 PCB 板材具有不同的介电常数，即使是同一种板材，其介电常数也可能存在波动，进而影响传输线的阻抗。 4、介质损耗角 介质损耗角同样会对传输线的性能产生作用。 把一块环氧树脂印刷电路板材料(两面都没有覆铜)放到微波炉中，全功率加热1分钟它会被微波显著地加热。同样地，用陶瓷盘子，或者耐热玻璃也放进微波炉，它同样也被加热。事实上，几乎任何绝缘材料都能被微波炉加热。在交变电场环境中被绝缘材料吸收的热量，与这种材料的介电损耗系数(dielectric loss factor)成正比。当绝缘材料作为传输线的绝缘介质时，介电损耗会转化为信号衰耗。介电损耗越高，导致的衰耗越大。 如果我们的信号线附着在电介质基板上，信号是高频变化的交变电磁场，效果跟把基板放在微波炉是一样的情况，只不过能量没有那么大而已。 介电损耗是频率的函数。当数字设备的频率低于1GHz时,通常作为印刷电路板材料的环氧树脂(FR-4)，其介电损耗可以忽略。在高频条件下，FR-4的介电损耗变得很大。对于高频电路，设计者应该选用陶瓷基板材料，如氧化铝。在千兆赫兹的情况下，这类材料的介电损耗系数更好。 （三）加工工艺相关 1、蚀刻因子 由于导体存在一定厚度，在生产过程中蚀刻出的导线并非标准的 “矩形” 结构，而是接近 “梯形”（实际也并非完全梯形）。该梯形的角度会随铜厚变化而改变，铜厚越薄，角度越接近 90°，而这个角度大小会影响阻抗。例如，当角度为 70° 时，阻抗约为 50ohm；当角度为 90° 时，阻抗约为 48.37ohm。 2、蚀刻药水特性 蚀刻药水的特性会影响蚀刻效果，进而影响导线的最终形态和尺寸，对传输线阻抗产生间接影响。 3、加工稳定性 加工稳定性是一个综合因素，它涵盖了生产过程中的多个环节。以传输线线宽为例，如果 PCB 生产过程中工艺不稳定，会导致线宽发生变化。根据与众多厂商合作的经验，传输线线宽的变化幅度通常在 10% 左右。将线宽变化类型设置为 Gauss 分布，std 设置为 10%，利用 ADS CILD 进行仿真分析，结果表明阻抗最低可达 46ohm，最高可达 58ohm。在较长的传输线上，这种极端状态可能会导致回波损耗增大，插入损耗也会相应增加。 二、综合影响分析 在实际生产过程中，影响传输线阻抗的因素并非单一变量变化，而是多个因素可能同时发生改变。当多个因素同时变化时，通过统计分析发现，阻抗主要在 40ohm 到 56ohm 之间变化，这已远远超出一般 50±10% 的要求。由此可见，对于高速高频电路产品或高端产品而言，在整个 PCB 设计和生产过程中，必须严格把控每一种物料、每一个线路几何参数以及每一个加工环节，否则极易导致产品出现意想不到的问题。 PCB工厂一般用于调整走线阻抗的手段有： PCB生产工厂在实现特征阻抗控制时，一般采用以下方法和工艺来确保设计满足信号完整性要求： 1. 选择合适的基板材料 使用具有精确且稳定介电常数（Dk）和介质损耗因子（Df）的材料，如 FR4、Rogers、PTFE 等。 控制基板厚度，以确保层间距离的一致性。 2. 走线宽度与间距控制 使用阻抗计算工具（如 Polar SI8000、ADS、HyperLynx）根据特定的特征阻抗要求（如 50Ω 或 100Ω）计算出走线宽度和间距。 精密的 PCB 生产设备可以将走线宽度和间距精确控制到微米级别。 3. 层叠结构优化 合理设计 PCB 的层数和层间叠层结构，确保信号层与参考地层之间的距离符合阻抗要求。 4. 蚀刻工艺控制 精密控制蚀刻时间和蚀刻参数，避免走线宽度和边缘不规则导致的阻抗变化。 使用化学或激光蚀刻工艺来实现高精度走线。 5. 预补偿设计 考虑制造公差，设计时适当调整走线宽度进行预补偿，以确保成品阻抗接近设计目标。 6. 电镀厚度控制 控制铜层厚度，因为铜的厚度变化会直接影响特征阻抗。 使用电镀后蚀刻工艺或控制化学镀铜厚度来确保一致性。 7. 阻焊层厚度与材料控制 阻焊层的厚度和介电常数会影响特征阻抗，因此需要严格控制阻焊材料的选择和厚度。 8. 阻抗测试与校准 在 PCB 生产过程中，使用阻抗测试仪（如 TDR 测试仪）进行在线或抽样检测。 通过闭环反馈调整生产参数，以优化生产结果。 9. 差分对走线控制 对于差分信号，需要严格控制差分对之间的走线间距、走线长度差（skew）和对称性。
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