摘要：PCB中介電常數Dk的一致性越好，材料厚度的一致性越好，印制板的信號穩定性相對越好。不同基材有著不同的Dk值、Tg值，以及不同的性能和成本，不同基材生產的印制板在信號傳輸上也存在一定的差異性。文章比較了不同基材在相同制作工藝，相同測試環境下，測試波形的穩定性。

隨著電子信息產業的發展，高速大容量數據通信和電信網絡的應用推動印制電路板（PCB）由傳統連接電路走向高頻電路。作為電子系統的互連載體，PCB電氣性能對電子系統的影響不容小覷，PCB信號的穩定性及完整性，受到基材選擇，布線設計，工藝制程等影響，產生一系列諸如反射、串擾、信號不穩定等問題，從而造成電子系統工作異常或失效。本文主要研究基材選擇對信號穩定性的影響。隨著無鉛工藝越來越多地應用于生產中，要求PCB具有更高的耐熱強度、機械強度，同時需要兼顧產品的電氣特性、耐化性、與制程的匹配性等。為確認基材類型與電氣性能的關系，開展以下試驗研究，實現向客戶提供更準確、更可靠的生產選材服務。

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試驗原理說明

PCB前處理、貼膜、曝光、顯影、蝕刻等傳輸線制作工藝過程是將傳輸線的模擬設計轉化成實物的重要環節。PCB的線寬、線距及銅厚等集合結構與設計匹配一致的傳輸線，是制作工藝的研究重點，其對信號的穩定性和完整性有不可忽略的影響。而PCB的制作材料對信號穩定性亦有著重要的影響，PCB基材是構成傳輸線的基礎，信號通過時，傳輸線、參考平面與夾在二者之間的絕緣介質構成了電容器，從信號傳輸理論可以知道該電容越小，對信號的穩定性和完整性的影響越小，因此PCB基材類型（主要指介電常數及損耗角正切）不同，會對信號產生影響。本文主要考慮基材類型對PCB信號的影響，試驗前提是相同的制作工藝，不同的基材類型對PCB的信號波形進行研究。

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試驗實施

2.1 樣品信息本次試驗樣品為公司一款常規產品，采用堿蝕、熱風整平焊錫（含鉛）工藝，使用四種基材類型進行加工，PCB樣品具體產品信息見表1所示。四種基材類型的基本特征參數見表2所示。

2.2 印制板生產為盡量避免PCB生產工藝對信號穩定性的影響，故采用相同工藝、相同生產批次、不同種類的四種基材進行PCB生產，每種基材分別加工PCB數量3塊，完成加工后PCB相關檢驗數據見表3所示。

PCB生產完成后，分別對四種基材加工的12塊板使用相同貼裝工藝，相同位置進行元器件貼裝如圖1所示。

2.3 試驗部分

本次對PCB基材對信號穩定性影響主要通過對加工后PCB的電流測試及波形測試進行驗證，相關數據分析見第3節所述。

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試驗數據分析

貼裝完成后電流測試值見表4所示，測試電流相對穩定，PCB性能良好，無故障。

選取位號5貼片器件的部分引腳號進行波形測試：D4、D5、D14、D15、CLKOUT，引腳位號示意見圖2所示。

選擇部分波形進行對比分析，具體見圖3至圖5所示，其中波形相似部分用淺灰色線標識，不同部分用黑色線標識。

對比基材類型1和基材類型2的波形圖，可以看出使用基材1及基材2生產的印制板，其波形無明顯差別，可參考圖3所示；從波形圖中可以看出，四種基材中，基材類型4生產的印制板波形較好，可參考圖5所示；通過以上試驗情況，PCB的阻抗匹配若處理不當，則SDRAM（同步動態隨機存取內存）的地址、數據布線一致性不好，不同的基材加工出的產品會有一定的差異，對信號均會有一定影響，其主要歸結為阻抗匹配精度問題。 04

結語

本文闡述了不同基材類型對信號穩定性的影響，可以看出印制電路板的基材類型會影響傳輸信號的穩定性。基材類型不同決定了Dk值不同、損耗角正切不同。Dk值在不同頻率、溫度場景下的穩定性，影響傳輸線的阻抗，尤其在時序嚴格的系統中，阻抗的不均勻性會引起高速信號的相位偏差，導致時序錯誤，引起信號完整性問題，后續應關注基材的介電常數、損耗角正切值，對比在不通頻段下、不同基材的阻抗值、插損、駐波、相位一致性等特征參數。

審核編輯 ：李倩