一、背景介紹
隨著PCB功能化和高性能化發展,高頻高速PCB、高散熱PCB、埋阻埋容PCB等高端精細產品已經逐步被業界所熟知,PCB的發展呈現出多樣化。一方面,由于市場的需求,導致客戶的設計趨于開放性和大膽化,PCB則隨之出現了眾多特殊要求的產品;另一方面,新材料、新設備、新工藝的產生,迎合了市場與客戶對于產品特性的需求。
根據某客戶要求,制作了一款在PCB上實現既定布線方式的精準電阻控制(16±10Ω)要求的產品。客戶資料僅給定了總走線長度(6413mm),線寬要求在0.2mm左右,但未嚴格要求,允許適當調整,需要我公司根據實際制程能力,首先計算出匹配的線寬和銅厚范圍,再制作出滿足阻抗要求的PCB產品。
二、理論計算
客戶電阻控制板設計圖案只有BOT面有較長的電阻線,總線長6413mm,線寬預先按0.2mm 算,TOP面較寬0.4mm,線長15.8mm。銅的電阻率按理論值1.75*10-8Ω*m計算,控制電阻16+/-10Ω,根據理論計算,假定成品銅厚在1OZ,BOT面電阻15.36Ω,T OP電阻在0.02Ω左右,理論估計電阻控制面只有BOT面。
6413mm長,0.2mm寬的銅導線在不同銅厚下的電阻理論計算值如下表。R=ρ*L/S,ρ為材料電阻率 1.75*10-8Ω*m,L為導線長度6413mm,S為導線橫 截面積,實際電阻上下限分別為:17.6Ω和14.4Ω。 理論計算當銅厚在35um時,0.2mm寬6413mm長的導線才能達到理想電阻值16Ω。
實際制作表銅控制35um左右,此板孔銅要求最小18um,考慮到板厚0.5mm,最孔孔徑0.35mm,鉆孔厚徑比在1.4左右,電鍍灌孔率以90%計算,面銅電鍍層厚度至少在20um左右,所以底銅選擇應為35um-20um=15um,選擇1/3oz起鍍銅厚最理想。
面銅控制中值在35um,則實際完成銅厚在30到40um之間,根據客戶的電阻要求,計算線寬公差范圍如下表2,根據下表計算結果,控制銅厚理論最優區間32到40um之間。
實際設計該PCB的制作流程為正片,正片制作更便于線寬公差控制,得到更精準的電阻。