IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准 - 第56页
6.4.2 埋⼊式微带 线 埋入式微带 线 与上 面 讨 论 的 无涂 层 微带 线有 同 样 的 几 何 形状、 但 因 导线 被 绝缘材料 完 全 封 闭 、其 有 效 介电 常 数 不 同 ( 见 图6-5B)。 埋入式微带 线 路与带 修 正 有 效 介电 常 数 的 无涂 层 微带 线的计 算公式一样 。 如果 导线 上 绝缘材料厚度大 于 等 于 0.025mm [ 0.0009843in ]、 有 效 介电 常 数 可 用…
IPC-2221a-6-05
图6-5 印制板传输线结构
表6-2 常见印制板材料的相对整体介电常数
代号
树脂参考代码 增强材料/ 树脂
介电常数
NEMA
1
IPC 规范 MILITARY
2
4202 4101 4103 S-13949 Er 值
3
G-10 /20 /3 GEN E 玻璃布/环氧 4.6-5.4
G-11 /22 /2 GB E 玻璃布/环氧 4.5-5.4
FR-4
4
/24 /4 GF GFN GFK E 玻璃布/环氧 4.2-4.9
FR-5 /23 /5 GH E 玻璃布/环氧 4.2-4.9
GPY /42 /10 GI GIJ E 玻璃布/聚铣亚胺 4.0-4.7
/50 /15 AF 芳铣胺布/改性环氧 3.8-4.5
/55 /22 BF 非织芳铣胺/环氧 3.8-4.5
/53 /31 BI 非织芳铣胺/聚铣亚胺 3.6-4.4
/60 /19 QIL 石英布/芳铣亚胺 3.0-3.8
/30 /24 GM
GFT
E 玻璃布/三嗪/BT 4.0-4.7
/71 /29 GC E 玻璃布/氰酸酯 4.0-4.7
4103/03 /6 GP 非织玻璃/PTFE 2.15-2.35
4103/04 /7 GR 非织玻璃/PTFE 2.15-2.35
4103/01 /8 GT 玻璃布/PTFE 2.45-2.65
4103/02 /9 GX 玻璃布/PTFE 2.4-2.6
4103/05 /14 GY 玻璃布/PTFE 2.15-2.35
/1
5
非支撑聚铣亚胺 3.2-3.6
注：介电常数数值会在给定的范围内变动, 它取决于增强材料/树脂比例。一般地、薄的层压板数值会较低
1. 美国电气制造商协会。有几种NEMA型号、比如纸/纸复合基产品XPC、FR-1、FR-2、CEM等、在上表中省略了。关于这些型号的
更完善的对照及性能参见IPC-4101。
2. MIL-S-13949已取消、这里例出仅供参考。
3. 介电常数1MHZ最大。(层压板或层压的预浸材料)
4. 在IPC-4101中FR-4的分类有多张规格单代码。具体的树脂成份和T
g
的差别参见IPC-4101/21,/25,/26,/82。
5. 列出聚铣亚胺挠性膜是为了比较增强材料；具有涂层和覆层的挠性膜的其它特性分别见IPC-FC-4203和IPC-4204。应用又参见
IPC-2223。
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6.4.2 埋⼊式微带线
埋入式微带线与上面
讨论的无涂层微带线有同样的几何形状、但因
导线被绝缘材料完全封闭、其有效介电常数不
同(见图6-5B)。埋入式微带线路与带修正有
效介电常数的无涂层微带线的计算公式一样。
如果导线上绝缘材料厚度大于等于0.025mm
[0.0009843in]、有效介电常数可用IPC-D-317
的标准来确定。对很薄的绝缘涂层(小于0.025
mm[0.0009843in])、有效介电常数将介于空气
和主体材料介电常数之间(见表6-2)。
6.4.3 带状线性能
带状线是一夹在两个AC接
地层之间的薄而窄的导线(见图6-5C)。既然所
有电力线和磁力线都包含在两个接地层中、除
了印制板边缘附近的电路以外、带状线具有降
低EMI的优点。因为每一电路对地有较近的电
耦合、线路中的串扰也会减少(与微带线的情
况相比)。由于带状线电路两边都有接地层、
与微带线相比、线路电容增大、阻抗减小。
下面给出了扁平导线形状的带状线阻抗(Z
0
)和
固有线路电容(C
0
)参数。公式中假定电路层处
于两个接地层的正中间。
式中:
H = 线路与其中一接地层的距离
T = 线路厚度、英寸
W = 线路宽度、英寸
ε
r
= 基材的相对电容率
pF = 皮法
6.4.4 不对称带状线性能
当一电路层处于两
接地层(或电源层)之间、但不在正中间时、带
状线公式需作修正。这说明了线路与最近接地
层之间增强耦合、比远接地层弱耦合更有意
义。线路置于两接地层中间的三分之一处时、
比假设线路处于中间的误差相当小。
一种不平衡层叠的例子是双带状线结构。双带
传输线非常近似于带状线、除了在电源层间有
两个信号层以外。一个层的线路与另一层的线
路一般是正交的、这样可以使层间线路平行和
串扰最小。双带状线阻抗(Z
0
)和固有线路电容
(C
0
)参数为:
式中:
H = 为与电源层距离
C = 为信号层的间距
T = 为线路厚度、英寸
W = 为线路宽度、英寸
pF = 为皮法
该层叠见图6-5D。同带状线的情况一样、EMI
将完全屏蔽、靠近印制板边缘的信号线除外。
上述公式可用来确定非双带状线的不对称带状
线电路Z
0
或C
0
。四层印制板的层序宜如图6-5D
所示。对超过四层的印制板、排序要让信号层
对接地层或电压层对称。达到这个目的有几种
方法、只要邻近的信号层不被接地层或电压层
分开、宜使它们的主轴相互垂直。对六层印制
板、顺序可为:
AB
信号#1信号#1
层#1信号#2
信号#2层#1
信号#3层#2
层#2信号#3
信号#4信号#4
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“A”是理想结构、整个层叠阻抗匹配好。“B”
是较好的结构、因信号1和4的阻抗将比信号2
和3大得多。
设计特殊电路性能需要特别小心、必须注意导
线总长度、不论是长短导线以及整个互连走
线。
直流(DC)电源层和接地层也可起到AC基准面的
作用。作AC基准的电源和接地宜沿板边均匀分
布。
一般规定、多层印制板设计的基准面不宜分
割。有限的面分割
、其中分割面由邻近信号层
的提升层支撑、两边有2.54mm[0.1in]左右中
心距镀通孔支撑、可以用来“掩蔽”层中特殊
的高频信号线、以产生板内“同轴型”线。孔
的间距与信号频率有关。
6.4.5 电容事项
图6-6和图6-7分别给出了
铜微带线和带状线单位长度的固有线路电容。
这些曲线给出了对地或电源基准面有不同绝
缘厚度的1盎斯(oz)铜导线的电容(单位: pF/
ft)。图6-7对带状线是建立在参考接地层和电
源层中心导线对称性基础上。
单交叉(见图6-8)产生的电容很小、一般只有
零点几个皮法。当单位长度上交叉数量增加、
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图6-6 带线的电容与导线宽度及绝缘厚度的关系、mm[in]
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