【技術問答】何謂Differential Impedance?

2021-01-20 PCB資訊家

實務問答1-12：

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【2015電路板技術實務問答】


【問】

何謂Differential Impedance？一般傳統的電氣阻抗，在2次銅電鍍後線路厚度較厚其阻抗值會比較高或低？線路寬度較寬其阻抗值會比較高或低？雙面板的阻抗算法？


【答】

這個名詞的中文翻譯稱為「差動式阻抗」或「微分式阻抗」，是一種動態阻抗控制法。它與傳統電氣阻抗略有不同，是新一代電路板設計中頗重要的電氣特性設計法。


它的設計概念，是將兩條傳輸線阻抗差異控制在固定大小，而不是如傳統的固定阻抗值。因為頗為專業，且在相同仿真軟體的不同版本間，都還有差異，因此建議您還是向專業電氣設計者求教、測試軟體仿真或查詢專業書籍較為妥當。


依據傳統阻抗值公式看，線路變寬和變厚都會讓電氣阻抗變低。但阻抗變化卻不僅是線寬及銅厚兩因素就能決定，額外因素還有介電質材料厚度及介電質常數。如果這兩因素在設計時能夠固定下來，那理論上線路只要朝向低電阻方向調整，應該也可以降低阻抗值。


雙面板阻抗控制計算原則與多層板相同，只是雙面板很少被認定有阻抗控制能力，因為它沒有接地層和電源層。這種狀態，訊號線不會和接地層產生平行遮蔽關係，也就沒有所謂的阻抗考慮。


這也是為何要做阻抗控制板，至少都有四層結構。某些特殊阻抗控制法，是在線路兩側設計並行線路，這就能發揮類似大銅面功能。


某些軟板產品設計，會採用不同的EMI遮蔽設計。結構是在軟板完成後，在某些線路區塗布導電物質產生遮蔽作用，這種結構會對阻抗表現產生影響，但談不上可以阻抗控制，因為沒有完全控制厚度。假設業者確實能適當控制，則計算也可以依據實際線路結構套用公式估算。基本上要穩定控制電路板阻抗，還是應該採用至少四層以上設計結構，供您參考。


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