失效分析論文：高速PCB阻抗一致性研究（三）

表2 板邊不同位置介厚偏差

由于半固化片含膠量差異會導致拼版不同位置處介厚差異，從而導致不同位置的阻抗差異，為分析含膠量導致的介厚差異對阻抗的影響，采用軟件進行模擬計算，其結果如圖7所示。由圖可知，流膠導致的介厚差異對外層線路（單端線和差分線）阻抗值的影響比內層線路更大（如106 PP，板邊25 mm處外層單端線阻抗比板中間低3．2 Ω左右，而內層單端線阻抗只比板中間低1．6 Ω左右）；且含膠量越高，不同位置阻抗差異越大（如采用106、1080和3313 PP時，板邊25 mm處外層差分線阻抗值分別比板中間小3．6 Ω、2．0 Ω和1．5 Ω左右）；同時，當信號線距板邊大于50 mm時，與板中間的阻抗差異明顯小于板邊25 mm處，且隨著距離的增大其阻抗差異值變化不大。

3．3 介電常數差異及其對阻抗一致性的影響

PCB所用半固化片主要由樹脂、玻璃纖維等組成，其介電常數（ε）主要取決于樹脂的介電常數（εr）和玻纖的介電常數（εg）及其所占體積比，其計算公式為：

ε＝Vr×εr＋Vg×εg＝Vr×εr＋（1－Vr）×εg＝（εr－εg）×Vr＋εg

由上式可知，半固化片的介電常數與含膠量成線性關系，由前文可知，106和1080半固化片由于板邊流膠量較大，距板邊25 mm處介質層含膠量比板中間區域低5％－10％，由于樹脂的介電常數比玻纖小很多，因此板邊的介電常數比板中間區域更大。

對于本試驗所采用半固化片，樹脂與玻纖的介電常數約為3．0和6．0，結合前文板邊不同位置與板中間厚度偏差值（表2），可計算出拼版不同位置由于流膠帶來的介電常數差異，其結果如表3所示。由表可知，5％含膠量偏差會導致板邊的介電常數偏高約0．12，10％含膠量偏差會導致板邊的介電常數偏高約0．22。

表3 距板邊不同距離處Dk值

由于不同含膠量的PP壓合后的流膠差異會導致板邊介電常數偏大，從而導致近板邊的線路阻抗值比板中間更小。為研究PP流膠導致的介電常數偏差對阻抗的影響，采用軟件進行了模擬計算，其結果如圖8所示。由圖8A和8B可知，對于內層單端線，板邊25 mm處的阻抗較板中間低0．3～0．7 Ω；距板邊50 mm以上時，與板中間阻抗差異在0．3 Ω內。對于外層單端線，106 PP壓合后板邊25 mm處與板中間阻抗差約為1．1 Ω，而1080和3313的差異相對較小，約為0．6 Ω；由圖8C可知，對于不同含膠量的PP，板邊25 mm處內層差分線阻抗值與板中間差異在0．6～1．5 Ω之間；距板邊50 mm處的差分線的阻抗值與板中間差異約為0．3～0．6 Ω。由圖8D可知，對于106和1080 PP，距板邊25 mm處差分阻抗值與板中間差異為1．1～1．9 Ω，3313約為0．8 Ω左右。

試驗表明，不同含膠量PP的流膠差異會導致板邊與板中間的介電常數差異，進而導致板內不同位置處阻抗差異，且其對外層線路的阻抗影響要大于內層線路，含膠量越高不同位置阻抗差異越大。當傳輸線位置距板邊大于或等于50 mm時，板邊和板內阻抗差異明顯小于板邊25 mm處，且隨著距離的增大其差異值變化不大。