如何利用SI9000计算阻抗?

阻抗定义

在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗 ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。 阻抗的单位是欧姆。阻抗是表示元件性能或一段电路电性能的物理量。

下来主要讨论利用SI9000计算阻抗的具体过程。

如何计算阻抗

对于阻抗计算而言,层叠设置是先决条件,首先必选先设置好单板的具体层叠信息,下面是一个常见八层板的层叠信息,以这个为例子,看看阻抗计算的一些注意事项。
对于信号线而言,在板子上实现的形式又分为微带线和带状线,两者的不同,使得阻抗计算选择的结构不一致,下面分别讨论这两种常见的阻抗计算的情况。

a、微带线

微带线的特点就是只有一个参考层,上面盖绿油。下面是单线(50Ω)和差分线(100Ω)的具体参数设置。

注意事项:

1、H1是表层到参考层的介质厚度,不包括参考层的铜厚;
2、C1、C2、C3是绿油的厚度,一般绿油厚度在0.5mil~1mil左右,所以保持默认就好,其厚度对于阻抗有细微影响,这也是处理文字面是,尽量不让丝印放置在阻抗线上的原因。
3、T1的厚度一般为表层铜厚加电镀的厚度,1.8mil为0.5OZ+Plating的结果。
4、一般W1是板上走线的宽度,由于加工后的线为梯形,所以W2一般当铜厚为1mil以上时W1-W2=1mil,当铜厚为0.5mil时W1-W2=0.5mil。

b、带状线

带状线是位于两个参考平面之间的导线。下面是单线(50Ω)和差分线(100Ω)的具体参数设置。
 

注意事项:

  1. H1是导线到参考层之间CORE的厚度,H2是导线到参考层之间PP的厚度(考虑pp流胶情况);如图一所示层叠,若阻抗线在ART03层,那么H1就是GND02到ART03之间的介质厚度,而H2则是GND04到ART03之间的介质厚度再加上铜厚。
  2. Er1和Er2之间的介质不同时,可以填各自对应的介电常数。
  3. T1的厚度一般为内层铜厚;当单板为HDI板是,需要注意内层是否有电镀。
上述是常见的阻抗线的计算,然而有部分单板由于板子较厚,层数较少,利用上面的方法没有办法计算出阻抗线的具体参数,这时候就要考虑共面阻抗了,如下图所示:

注意事项:

1、H1是导线到最近参考层之间介质的厚度。
2、G1和G2是伴随地的宽度,一般是越大越好。
3、D1是到伴随地之间的间距。

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