失效分析论文：高速PCB阻抗一致性研究（三）

表2 板边不同位置介厚偏差

由于半固化片含胶量差异会导致拼版不同位置处介厚差异，从而导致不同位置的阻抗差异，为分析含胶量导致的介厚差异对阻抗的影响，采用软件进行模拟计算，其结果如图7所示。由图可知，流胶导致的介厚差异对外层线路（单端线和差分线）阻抗值的影响比内层线路更大（如106 PP，板边25 mm处外层单端线阻抗比板中间低3．2 Ω左右，而内层单端线阻抗只比板中间低1．6 Ω左右）；且含胶量越高，不同位置阻抗差异越大（如采用106、1080和3313 PP时，板边25 mm处外层差分线阻抗值分别比板中间小3．6 Ω、2．0 Ω和1．5 Ω左右）；同时，当信号线距板边大于50 mm时，与板中间的阻抗差异明显小于板边25 mm处，且随着距离的增大其阻抗差异值变化不大。

3．3 介电常数差异及其对阻抗一致性的影响

PCB所用半固化片主要由树脂、玻璃纤维等组成，其介电常数（ε）主要取决于树脂的介电常数（εr）和玻纤的介电常数（εg）及其所占体积比，其计算公式为：

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

由上式可知，半固化片的介电常数与含胶量成线性关系，由前文可知，106和1080半固化片由于板边流胶量较大，距板边25 mm处介质层含胶量比板中间区域低5％－10％，由于树脂的介电常数比玻纤小很多，因此板边的介电常数比板中间区域更大。

对于本试验所采用半固化片，树脂与玻纤的介电常数约为3．0和6．0，结合前文板边不同位置与板中间厚度偏差值（表2），可计算出拼版不同位置由于流胶带来的介电常数差异，其结果如表3所示。由表可知，5％含胶量偏差会导致板边的介电常数偏高约0．12，10％含胶量偏差会导致板边的介电常数偏高约0．22。

表3 距板边不同距离处Dk值

由于不同含胶量的PP压合后的流胶差异会导致板边介电常数偏大，从而导致近板边的线路阻抗值比板中间更小。为研究PP流胶导致的介电常数偏差对阻抗的影响，采用软件进行了模拟计算，其结果如图8所示。由图8A和8B可知，对于内层单端线，板边25 mm处的阻抗较板中间低0．3～0．7 Ω；距板边50 mm以上时，与板中间阻抗差异在0．3 Ω内。对于外层单端线，106 PP压合后板边25 mm处与板中间阻抗差约为1．1 Ω，而1080和3313的差异相对较小，约为0．6 Ω；由图8C可知，对于不同含胶量的PP，板边25 mm处内层差分线阻抗值与板中间差异在0．6～1．5 Ω之间；距板边50 mm处的差分线的阻抗值与板中间差异约为0．3～0．6 Ω。由图8D可知，对于106和1080 PP，距板边25 mm处差分阻抗值与板中间差异为1．1～1．9 Ω，3313约为0．8 Ω左右。

试验表明，不同含胶量PP的流胶差异会导致板边与板中间的介电常数差异，进而导致板内不同位置处阻抗差异，且其对外层线路的阻抗影响要大于内层线路，含胶量越高不同位置阻抗差异越大。当传输线位置距板边大于或等于50 mm时，板边和板内阻抗差异明显小于板边25 mm处，且随着距离的增大其差异值变化不大。