实用性简单PCB阻抗设计指南

实用性简单PCB阻抗设计指南是针对硬件工程师pcb layout使用：

       为保证信号传输质量、降低EMI干扰、通过相关的阻抗测试认证，从而达到设计需求，需要对PCB关键信号进行阻抗匹配设计。本设计指南是综合常用计算参数、各种差分单端信号的特点、PCB Layout实际需求、SI9000 软件计算、PCB供应商反馈信息等，而最终得出此推荐设计。适用于大部分PCB供应商的制程工艺标准和具有阻抗控制要求的PCB板设计。

一、 双面板阻抗设计
        ⑴100 欧姆差分阻抗推荐设计：
                  ①包地设计：线宽、间距 7/5/7 mil 地线宽度≥20mil 信号与地线距离6mil ，每400mil 内加接地过孔；
                  ②不包地设计：线宽、间距 10/5/10mil 差分对与对之间距离≥20mil （特殊情况不能小于10mil） 建议整组差分信号线外采用包地屏蔽，差分信号与屏蔽地线距离≥35mil （特殊情况不能小于20mil ）。 
        ⑵90欧姆差分阻抗推荐设计：
                  ①包地设计：线宽、间距 10/5/10mil 地线宽度≥20mil 信号与地线距离6mil 或5mil ，每400mil 内加接地过                         孔；
                  ②不包地设计：线宽、间距 16/5/16mil 差分对与对之间距离≥20mil 建议整组差分信号线外采用包地屏蔽，                       差分信号与屏蔽地线距离≥35mil （特殊情况不能小于20mil ）。
        要领：优先使用包地设计，走线较短并且有完整地平面可采用不包地设计；

        计算参数：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10% ，板材介电常数4.4+/-0.2 ，铜厚1.0 盎司（1.4mil） 阻焊油厚度                                   0.6±0.2mil ，介电常数 3.5+/-0.3 

二、四层板阻抗设计
        ⑴100 欧姆差分阻抗推荐设计
            线宽、间距5/7/5mil 差分对与对之间距离≥14mil(3W 准则) 
            注：建议整组差分信号线外采用包地屏蔽，差分信号与屏蔽地线距离≥35mil （特殊情况不能小于20mil ）。
       ⑵90欧姆差分阻抗推荐设计
           线宽、间距6/6/6mil 差分对与对之间距离≥12mil(3W 准则) 
        要领：在差分对走线较长情况下，USB的差分线建议两边按6mil 的间距包地以降低EMI 风险（包地与不包地，线                    宽线距标准一致）。
        计算参数：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10% ，板材介电常数4.4+/-0.2 ，铜厚1.0 盎司（1.4mil）半固化片(PP)                          2116(4.0-5.0mil) ，介电常数4.3+/-0.2 ，阻焊油厚度 0.6±0.2mil ，介电常数 3.5+/-0.3 

         叠层结构：

                                   

三、六层板阻抗设计
       六层板叠层结构针对不同的场合会有不同，本指南只对比较常见的叠层（见图 2） 进行了设计推荐，后面的推荐设计都是以图2的叠层下得到的数据。外层走线的阻抗设计与四层板相同，因内层走线一般情况下比表层走线多了个平面层,电磁环境与表层不同，以下是第三层走线阻抗控制建议（叠层参考图4）
       ①100欧姆差分阻抗推荐设计
           线宽、间距 6/10/6 mil ，差分对与对之间距离≥20mil(3W 准则)；
       ②90欧姆差分阻抗推荐设计
          线宽、线距 8/10/8 mil ，差分对与对之间距离≥20mil(3W 准则)；
        计算参数：板材FR-4，板厚1.6mm+/-10%，板材介电常数4.4+/-0.2，铜厚1.0盎司（1.4mil） ，半固化片(PP) 2116(4.0-5.0mil) ，介电常数4.3+/-0.2 ，阻焊油厚度 0.6±0.2mil ，介电常数 3.5+/-0.3 
叠层结构：

四、六层以上，请按相关的规则自行设计或咨询相关人员确定叠层结构及走线方案。
五、 因特殊情况有其他阻抗控制需求，请自行计算或者咨询相关人员以确定设计方案
      注：①影响阻抗的情况较多，需要阻抗控制的PCB仍需要在PCB设计资料或样板单中标明阻抗控制要求；
             ②100欧姆差分阻抗主要用于HDMI、LVDS信号，其中HDMI需要通过相关认证是强制要求；

             ③90欧姆差分阻抗主要用于USB信号；

             ④单端50欧姆阻抗主要用于DDR部分信号，鉴于DDR颗粒大部分采用内部调节匹配阻抗设计，设计以方案公                  司提供Demo 板为参考，本设计指南不作推荐；

             ⑤单端75欧姆阻抗主要用于模拟视频输入输出，在线路设计上都有一颗75欧姆的电阻对地电阻进行了匹配，                    所以在PCB Layout中不需要再进行阻抗匹配设计，但需要注意线路中的75欧姆接地电阻应靠近端子引脚放                  置。

            单端阻抗差分阻抗常用PP ：
               类型         介质厚可调范围           介电常数
              1080         2.8mil 2.0-3.0mil               4.3 
              2116         4.2mil 4.0-5.0mil               4.3 
              1506         6.0mil 5.5-6.5mil               4.3 
              7628         7.2mil 7-8.5mil                  4.3 
           阻焊油厚：0.6±0.2mil            Cer=3.5+/-0.3