一文知道封裝基板微帶阻抗計(jì)算

搞SI和RF的都知道“阻抗”這個(gè)詞，其在電路設(shè)計(jì)中的重要性，尤其高速高頻，PCB工程師常用PolarSi9000計(jì)算阻抗，很方便。IC封裝設(shè)計(jì)同行的也用其來計(jì)算封裝基板的走線阻抗。封裝基板也是PCB，這樣做肯定也行，但個(gè)別地方需要注意。

1.Stripline的阻抗計(jì)算，用PolarSi9000完全沒有問題，因?yàn)?a target="_blank">信號(hào)走線完全埋在Substrate里，結(jié)構(gòu)跟PCB相同；

2.Micronstripline的阻抗計(jì)算則務(wù)必留意，塑封封裝后基板的上表面會(huì)覆蓋塑封料（見下圖），計(jì)算時(shí)必須考慮到。

塑封料是一種混合物，一般由樹脂（環(huán)氧、酚醛）、填充劑（二氧化硅粉）、硬化劑、脫模劑等混合而成。作為絕緣介質(zhì)，會(huì)對阻抗產(chǎn)生影響。

下面我們看封裝基板上90Ohm的差分微帶，不考慮塑封料的影響，按一般的結(jié)構(gòu)PolarSi9000計(jì)算結(jié)果如下，差分阻抗90.75Ohm：

由于封裝基板表面會(huì)有阻焊覆蓋，實(shí)際的截面如下，一般阻焊是平整的，而不是上圖想當(dāng)然的階梯形。我們按實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算，差分阻抗87.49Ohm，相比90.75Ohm，差了3.6%，還好。

下面我們考慮塑封料（厚度700um，Dk/Df=4/0.01），為了直觀的看出塑封的影響，我們在Q2D中建模如下圖。

按上面PolarSi9000中的結(jié)構(gòu)建模、仿真、后處理。我們從電場分布中，可以直觀的看到部分電場已超出綠油的范圍，滲透到塑封料內(nèi)部。如果計(jì)算不考慮塑封，而默認(rèn)為自由空間的話，最終封裝后實(shí)際的阻抗會(huì)偏離預(yù)定目標(biāo)。

下圖紅色曲線是實(shí)際的阻抗曲線，2Ghz處約為83Ohm，與上面不考慮塑封料的87.49Ohm比較，相差了5%。（藍(lán)色曲線是作為驗(yàn)證對比，按照PolarSi9000中的模型不考慮塑封料計(jì)算，得出2Ghz處差分阻抗87.5Ohm，與PolarSi9000中的計(jì)算結(jié)果87.49Ohm基本相同，說明兩種軟件計(jì)算結(jié)果相同。）

若不考慮阻焊和塑封料的實(shí)際結(jié)構(gòu)，我們實(shí)際得到的阻抗是83Ohm，與90.75Ohm相比差了8.5%，跟加工誤差一個(gè)級別了，這會(huì)對高頻高速信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

由于PolarSi9000中還沒有上面對應(yīng)的結(jié)構(gòu)，所以各位需要計(jì)算類似結(jié)構(gòu)的，就采用其他工具吧，推薦Q2D。

另外，下面附上部分塑封料的材料參數(shù)，僅供參考。
責(zé)任編輯人：CC