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本帖最后由 紫菁 于 2017-9-14 15:06 编辑
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一,首先给大家介绍一下Polar软件,Polar是专业计算阻抗的软件,其版本包括:Si6000,Si8000,及Si9000.
- ]$ H# m7 V& b( y0 n) J二,其次给大家介绍常见的几种阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗.5 l0 [6 _. Q8 {; s* `
1.外层特性阻抗模型:0 E# S! I6 y; K3 L! u
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2.内层特性阻抗模型:
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3.外层差分阻抗模型:
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, o0 J. a P0 [, b0 ] 4.内层差分阻抗模型:
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5.共面性阻抗模型:包括(1)外层共面特性阻抗，(2)内层共面特性阻抗，(3)外层共面差分阻抗，(4)内层共面差分阻抗.! x- Z: n( {: t* l, i2 C
. E9 A0 D$ b4 C7 B, l三,再次给大家介绍一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),* A) f: W# i. y
每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,联茂等板材供应商.生益FR-4的芯板根据板厚来划分有:0.10MM ,0.15MM,,0.2MM ,,0.25MM.0.3MM,0.4MM,0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等这里有一点需要大家特别注意:含两位小数的板厚是指不含铜的厚度,只有一位小数指包括铜的总厚度,例如:0.10MM 1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介质的厚度,其总厚度应为0.10MM+0.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.15MM 1/1OZ的芯板,其总厚度是:0.15MM+0.035MM+0.035MM=0.22MM,而0.2MM 1/1OZ的芯板,其总厚度就是0.2MM,它的介质厚度应为:0.2MM-0.035MM-0.035MM=0.13MM.; A/ s& {# H# f5 }
半固化片(即PP),一般包括:106,1080,2116,7628等,其厚度为:106为0.04MM,1080为0.06MM,2116为0.11MM,7628为0.19MM.% ]5 u7 ^. Y- A' T/ X2 p( v2 n5 H
当我们计算层叠结构时候通常需要把几张PP叠在一起,例如:2116+106,其厚度为0.15MM,即6MIL;1080*2+7628,其厚度为0.31MM,即12.2MIL等.但需注意以下几点:1,一般不允许4张或4张以上PP叠放在一起,因为压合时容易产生滑板现象.2,7628的PP一般不允许放在外层,因为7628表面比较粗糙,会影响板子的外观.3,另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象., m7 i4 R# t, W3 g
后续我会把一些常用的芯板以及各种组合的PP厚度汇总给大家,以便学习用Polar软件计算阻抗及层叠结构时使用!
- _0 T/ P2 S/ [四, 怎样使用Polar Si9000软件计算阻抗:& d$ d/ d' F; H5 r) {; q
首先应知道是特性阻抗还是差分阻抗,具体阻抗线在哪些信号层上,阻抗线的参考面是哪些层?其次根据文件选择正确的阻抗模型来计算阻抗,最后通过调整各层间的介质厚度,或者调整阻抗线的线宽及间距来满足阻抗及板厚的要求!1 | @( j3 s" M! U. k0 ?( B
五,举例说明怎样使用Polar Si9000计算阻抗及设计层叠结构:0 ~+ v, z1 j2 S5 i
1.四层板板厚1.6MM,外层信号线要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.其设计结构详见:4层板1.6MM阻抗设计.jpg,其中H1代表的是信号层与参考层之间的介质厚度,即L1与L2之间的厚度为3.2MIL,Er1为板材的介电常数,FR-4通常为4.2-4.6,W1称为下线宽，W2称为上线宽,一般认为W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)为两根差分线之间的间距(指线边缘与线边缘之间距离),T1信号层的成品铜厚，外层1OZ=1.4MIL,而内层考虑的蚀刻的因素，我们通常认为内层1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。Zdiff为阻抗值。Calculate为计算按钮，各因素是可以互相推算的,例如我们要控制50欧姆的阻抗,线宽为5MIL,H1需要多少呢？在Polar软件中找到特性阻抗模型,把相应要求值写上去，再按H1后面的Calculate为计算按钮，H1的值就计算出来了.大家可以利用Calculate为计算按钮去相互推算试一下。
( M: t7 Z0 |0 H z" [: X+ c 其中3.2MIL是由两张106的PP组合而来,48.42MIL指的是1.3MM 1/1OZ的芯板的介质厚度,具体是这样得来:1.3MM-0.035X2)X39.37=48.42MIL.一般层压厚度需比成品板厚小0.1MM左右，例如成品板厚1.6MM,而我们计算层压厚度一般不也许大于1.5MM,此结构的层压厚度为:0.08MM+1.3MM+0.08MM+0.035MM(铜厚)=1.495MM.即刚好满足成品板厚1.6MM的要求。
0 w1 Z3 f2 X* g7 w/ u. O 2.六层板板厚1.2MM,信号层要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.具体详见:6层板1.2MM阻抗设计1.jpg和6层板1.2MM阻抗设计2.jpg,阻抗模型中H2=29.94MIL是怎样得来？5.1+1.2+22.44+1.2=29.94MIL,其中22.44MIL即由3张7628的PP组合,0.19MMX3=0.57MMX39.37=22.44MIL,所以其层压厚度为:0.08MMX2+0.2MMX2+0.49MM+0.035MM=1.085MM.(纠正一个错误:层压结构中0.57MM应改为0.49MM),成品板厚才是1.2MM.0.49MM是由7628*2+2116组合.+ Q8 B, O/ X# j* W5 E7 E
六,现给大家提供Polar Si9000 V7.1下载地址及安装方法:" N9 p) \6 p9 T* h5 Z
下载地址: 亮腾资讯网7 E7 n! @1 _& b* [! [' B( [5 e, r
SI9000 V7.1 阻抗计算软件也称PCB叠层阻抗工具SI9000 V7.1
1 c. E$ A5 Q' c& p" r' g- V- sA：点击setup.exe安装完毕。
$ v5 c5 E; u8 L, [* ^; GB：打开SI9000，指定\Crack\si9000.lic的路径后即可破解成功。
0 V9 d/ {: m# u; l* z# D7 [Si9000m是全新的边界元素法场效解算器，建立在我们熟悉的早期Polar阻抗设计系统易于使用的用户界面之上。
# o3 h& I) Q7 x* F! nSi9000m增加了增强型建模功能，以便预测多介质PCB层的最终阻抗，同时考虑到邻近差动结构之间的介电常数差异。 1 M* t+ g$ }. I. s- e, p$ P
建模时常常忽略了表面涂层，Si9000m模拟涂层与表面线路之间的阻焊厚度。这是一种更好的解决方案，可根据电路
: U+ H& E- }4 _5 @9 h7 J2 C板采用的特殊阻焊方法进行定制。新的Si9000m还提取偶模阻抗和共模阻抗。（偶模阻抗是当两条传输线对都采用相
' ~. ~5 u* @6 }# A: ~同量值、相同极性的信号驱动时，传输线一边的特性阻抗。）在USB2.0和LVDS等高速系统中，越来越需要控制这些
]$ Y0 z N' U( w: k4 p8 q/ {特征阻抗。
# ^+ ?9 g6 w R$ v G七,怎样正确选择阻抗模型:
* ^* B" ^- n% X: `1 Z5 K2 j 大家在计算阻抗时，首先要选择正确的阻抗模型是非常重要的！那么怎样选择正确的阻抗模型呢？首先我们必须了解每一个模型所代表的意思，什么情况下采用这种模型?5 i+ N3 V+ ?1 }1 S
1.外层特性阻抗模型:外层特性阻抗模型是外层线路中某根线需要控制一般为50欧姆的阻抗,例如:一个四层板,板厚1.6MM,TOP层和BOTTOM层上5MIL的线需控制50欧姆的特性阻抗.
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特性阻抗.jpg
(112.37 KB, 下载次数: 965)
外层特性阻抗
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内层特性阻抗.jpg
(122.42 KB, 下载次数: 710)
内层特性阻抗
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外层差分阻抗.jpg
(120.93 KB, 下载次数: 490)
外层差分阻抗
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内层差分阻抗.jpg
(133.4 KB, 下载次数: 531)
内层差分阻抗
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外层特性共面阻抗.jpg
(109.05 KB, 下载次数: 665)
外层特性共面阻抗
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内层特性共面阻抗.jpg
(109.28 KB, 下载次数: 534)
内层特性共面阻抗
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外层差分共面阻抗.jpg
(99.69 KB, 下载次数: 536)
外层差分共面阻抗
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内层差分共面阻抗.jpg
(122.52 KB, 下载次数: 619)
内层差分共面阻抗
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4层板1.6MM阻抗设计.jpg
(187.35 KB, 下载次数: 636)
4层板1.6MM阻抗设计
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6层板1.2MM阻抗设计1.jpg
(105.44 KB, 下载次数: 463)
6层板1.2MM阻抗结构图
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6层板1.2MM阻抗设计2.jpg
(162.07 KB, 下载次数: 547)
6层板1.2MM阻抗示意图
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发表于 2011-7-12 11:50
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