阻抗控制

金像電子 陳佩

阻抗控制（Impedance control zo） 在P.C板上Lay out及製作上之研討

A、

阻抗≠電阻

符號為R，單位為”歐姆”（ohm.Ω）

（2） P.C板上的元件間傳輸的是訊號（signal）所遇到之阻力，我們稱之為

〃阻抗〃Impedance，學名為Characteristic Impedance特性阻抗符號為ZO，單位也為〃歐姆〃（ohm.Ω）

（1） 導線中所傳導者為直流電（DC）時所受的阻力稱為電阻（Resistance）

B、P.C板為何要作阻抗控

（1） 因此PC板上之線路必須能與板上之文件傳輸速率能匹配才能避免訊號

受到干擾，一般速率到達100MHZ以上時，PC板即必須作阻抗控制，由於資訊業越來越講求速率，因此可以斷言阻抗控制的板子會越來越多，而且越來越嚴。

C、 形成P.C板上阻抗之三大主體

（1） 大地GND或VCC （2） 線路

（3） 介電材料（膠片prepreg）or（core中壓合好的prepreg）

介電材料 線路

GND或VCC 缺一不可

D、對PC板而言，對阻抗控制之要因共有四點：

1、介電常數：Dielectric constant（ξr）此常數之決定在材料， 一般常用之FR4其常數大部份均在4.3±0.3

2、銅皮厚度：copper foil Thickness（T）一般而言內層板大部 份會用1OZ之銅皮其材料之厚度為1.35±0.2mil間，經過 process後其厚度大為1.25±0.2mil，而外層銅皮大部份會用 很1/2OZ其材料之厚度為0.7±0.1mil經過process後（一次銅、 二次銅後）其厚度大約為2.1±0.5mil

3、 線路厚度：Conductor width（W）由Lay out決定

4、 電層厚度：Dielectric Thickness（H）由Lay out時規定或

由P.C板公司配合

E、將以上四種要因作運算，舉例說明：

計算方式以IPC-2141為基準，雖然其準確性不佳，但為目前唯一有公式之版本方便講解用，較精準之計算必須要花錢另買精準之軟體

例一：Surface Micros trip

假設四因素值 ξr＝4.3；T＝2.1；W＝5；H＝4.5. ＊影響H＞W＞ξr＞T factor ξr Set up value Change Change％ value 10％ 4.73 4.3 0 4.3 -10％ 3.87 10％ 2.31 2.1 0 2.1 -10％ 1.89 10％ 5.5 5 0 5 -10％ 4.5 10％ 4.95 4.5 0 4.5 -10％ 4.05 10％之Total最大變化 10％之Total最大變化 Zo值 52.11 54.04 56.19 52.81 54.04 55.31 51.73 54.04 56.51 57.51 54.04 50.2 △Z％ -3.57 +3.98 -2.28 +2.35 -4.27 +4.57 +6.42 -7.11 -17.23 +17.32 T W H 例二：Embedded Micros trip

假設四因素值 ξr＝4.3；T＝1.25；W＝5；H＝5；H1＝10 ＊影響H＞W＞ξr＞T＞H1 Set up factor value ξr Change Change％ value 10％ 4.73 4.3 0 4.3 -10％ 3.87 10％ 1.375 1.25 0 1.25 -10％ 1.125 10％ 5.5 5 0 5 -10％ 4.5 10％ 5.5 5 0 5 -10％ 4.5 10％ 11 10 0 10 -10％ 9 10％之Total最大變化 10％之Total最大變化 Zo值 53.4 55.1 56.9 54.3 55.1 55.8 52.8 55.1 57.6 58.1 55.1 51.7 55.1 55.1 55.1 △Z％ -3.09 +3.27 -1.45 +1.27 -4.17 +4.54 +5.44 -6.17 -14.88 +14.52 T W H H1