Polar Si9000软件计算阻抗及叠层

1、一,首先给大家介绍一下Polar软件,Polar是专业计算阻抗的软件,其版本包括:Si6000,Si8000,及Si9000.; P$ / j& T" Y% i二,其次给大家介绍常见的几种阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗.1 _+ U" x! a/ M; a' S2 ?9 f$ D. r$ r       1.外层特性阻抗模型:; % n, M. x# C5 X: N' j) 2 a& z8 9 j       2.内层特性阻抗模型:% N9 G* g)

2、L4 F, s6 ; X; V' V1 . K% q( D# m       3.外层差分阻抗模型:2 J& Q  t: p# p6 p5 U, g; Q5 u& S# C" o/ |1 m8 U0 D       4.内层差分阻抗模型:' X4 g1 P- g. K# D; 5 c      , p  b  r1 s3 m' Z    

3、   5.共面性阻抗模型:包括(1)外层共面特性阻抗，(2)内层共面特性阻抗，(3)外层共面差分阻抗，(4)内层共面差分阻抗.3 5 R( M/ |3 t" U. J# ?8 n! D# h: : x# K$ e; u三,再次给大家介绍一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),. I0 B8 S9 q2 r/ Q8 X! O( ?: v" F       每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,联茂等板材供应商.生益FR-4的芯板根据板厚来划分有:0.10MM ,0.15MM,0

4、.2MM ,0.25MM.0.3MM,0.4MM,0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等这里有一点需要大家特别注意:含两位小数的板厚是指不含铜的厚度,只有一位小数指包括铜的总厚度,例如:0.10MM 1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介质的厚度,其总厚度应为0.10MM+0.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.15MM 1/1OZ的芯板,其总厚度是:0.15MM+0.035MM+0.035MM=0.22MM,而0.2MM 1/1OZ的芯板,其总厚度就是0.2MM,它的介质厚度应为:0.2MM-0.035MM-0.035MM=0.13MM. B* ?0 p2 X7 u3 G

5、' t       半固化片(即PP),一般包括:106,1080,2116,7628等,其厚度为:106为0.04MM,1080为0.06MM,2116为0.11MM,7628为0.19MM.9 ! g; z6 n6 M" y当我们计算层叠结构时候通常需要把几张PP叠在一起,例如:2116+106,其厚度为0.15MM,即6MIL;1080*2+7628,其厚度为0.31MM,即12.2MIL等.但需注意以下几点:1,一般不允许4张或4张以上PP叠放在一起,因为压合时容易产生滑板现象.2,7628的PP一般不允许放在外层,因为7628

6、表面比较粗糙,会影响板子的外观.3,另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象.( 5 e, g& R5 V5 F! G5 ! Y3 Z       后续我会把一些常用的芯板以及各种组合的PP厚度汇总给大家,以便学习用Polar软件计算阻抗及层叠结构时使用!0 P3 % Q1 g. G* L9 & X# d- X四, 怎样使用Polar Si9000软件计算阻抗:9 e! S+ N) z# P* |2 y" I      首先应知道是特性阻抗还是差分阻抗,具体阻抗线在哪

7、些信号层上,阻抗线的参考面是哪些层?其次根据文件选择正确的阻抗模型来计算阻抗,最后通过调整各层间的介质厚度,或者调整阻抗线的线宽及间距来满足阻抗及板厚的要求!) O( P+ w" d! j2 9 M# j% d&   S五,举例说明怎样使用Polar Si9000计算阻抗及设计层叠结构:* 5 z! t' . i4 o) z# b-      1.四层板板厚1.6MM,外层信号线要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.其设计结构详见:4层板1.6MM阻抗设计.jpg,其中H1代表的是信号层与参考层之间的

8、介质厚度,即L1与L2之间的厚度为3.2MIL,Er1为板材的介电常数,FR-4通常为4.2-4.6,W1称为下线宽，W2称为上线宽,一般认为W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)为两根差分线之间的间距(指线边缘与线边缘之间距离),T1信号层的成品铜厚，外层1OZ=1.4MIL,而内层考虑的蚀刻的因素，我们通常认为内层1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。Zdiff为阻抗值。Calculate为计算按钮，各因素是可以互相推算的,例如我们要控制50欧姆的阻抗,线宽为5MIL,H1需要多少呢？在Polar软件中找到特性阻抗模型,把相应要求值写上去，

9、再按H1后面的Calculate为计算按钮，H1的值就计算出来了.大家可以利用Calculate为计算按钮去相互推算试一下。# Z) F: h& " q6 $ l2 T      其中3.2MIL是由两张106的PP组合而来,48.42MIL指的是1.3MM 1/1OZ的芯板的介质厚度,具体是这样得来:1.3MM-0.035X2)X39.37=48.42MIL.一般层压厚度需比成品板厚小0.1MM左右，例如成品板厚1.6MM,而我们计算层压厚度一般不也许大于1.5MM,此结构的层压厚度为:0.08MM+1.3MM+0.08MM+0.03

10、5MM(铜厚)=1.495MM.即刚好满足成品板厚1.6MM的要求。  H$ U# x) p: . , V'       2.六层板板厚1.2MM,信号层要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.具体详见:6层板1.2MM阻抗设计1.jpg和6层板1.2MM阻抗设计2.jpg,阻抗模型中H2=29.94MIL是怎样得来？5.1+1.2+22.44+1.2=29.94MIL,其中22.44MIL即由3张7628的PP组合,0.19MMX3=0.57MMX39.37=22.44MIL,所以其层压厚度为:0.08MMX2+0.2

11、MMX2+0.49MM+0.035MM=1.085MM.(纠正一个错误:层压结构中0.57MM应改为0.49MM),成品板厚才是1.2MM.0.49MM是由7628*2+2116组合.7 ( I4 I/ ( L/ Y+ 1 i六,现给大家提供Polar Si9000 V7.1下载地址及安装方法:' l# J: m* N5 / 1 S( m( m( Y3 B    下载地址: 亮腾资讯网9   R! y, B) & G% 8 C-      SI9000 V7.1  阻抗计算软件也

12、称PCB叠层阻抗工具SI9000 V7.1& R8 Z9 t5 l5 W- A：点击setup.exe安装完毕。+ R: P9 ! p  N  ?0 A" |B：打开SI9000，指定Cracksi9000.lic的路径后即可破解成功。( f  l# B5 U7 d0 c* K$ PSi9000m是全新的边界元素法场效解算器，建立在我们熟悉的早期Polar阻抗设计系统易于使用的用户界面之上。  T1 ?. m8 n' e" 1 j1 i$ # hSi9000m增加了增强型建模功能

13、，以便预测多介质PCB层的最终阻抗，同时考虑到邻近差动结构之间的介电常数差异。 # |8 9 V0 p3 m, V. 建模时常常忽略了表面涂层，Si9000m模拟涂层与表面线路之间的阻焊厚度。这是一种更好的解决方案，可根据电路. v% 0 W% |9 x5 H板采用的特殊阻焊方法进行定制。新的Si9000m还提取偶模阻抗和共模阻抗。（偶模阻抗是当两条传输线对都采用相" F9 k9 5 % u同量值、相同极性的信号驱动时，传输线一边的特性阻抗。）在USB2.0和LVDS等高速系统中，越来越需要控制这些1 $ ?- g1 Z) Y  w1 h6 : n' &#

14、39; o特征阻抗。( : J+ o5 j: m+ 5 s七,怎样正确选择阻抗模型:, + L' z6 U9 O( k2 k7 ?     大家在计算阻抗时，首先要选择正确的阻抗模型是非常重要的！那么怎样选择正确的阻抗模型呢？首先我们必须了解每一个模型所代表的意思，什么情况下采用这种模型?2 S# - c2 O7 n4 L.      1.外层特性阻抗模型:外层特性阻抗模型是外层线路中某根线需要控制一般为50欧姆的阻抗,例如:一个四层板,板厚1.6MM,TOP层和BOTTOM层上5MIL的线需控制50欧姆的

15、特性阻抗.特性阻抗.jpg (112.37 KB, 下载次数: 376) 2011-7-12 11:35:42 上传下载次数: 376外层特性阻抗内层特性阻抗.jpg (122.42 KB, 下载次数: 285) 2011-7-12 11:40:40 上传下载次数: 285内层特性阻抗外层差分阻抗.jpg (120.93 KB, 下载次数: 214) 2011-7-12 11:47:53 上传下载次数: 214外层差分阻抗内层差分阻抗.jpg (133.4 KB, 下载次数: 223) 2011-7-12 11:49:17 上传下载次数: 223内层差分阻抗外层特性共面阻抗.jpg (109.05 KB, 下载次数: 208) 2011-7-12 19:50:42 上传下载次数: 208外层特性共面阻抗内层特性共面阻抗.jpg (109.28 KB, 下载次数: 247) 2011-7-12 19:51:28 上传下载次数: 247内层特性共面阻抗外层差分共面阻抗.jpg (99.69 KB, 下载次数: 214) 2011-7-12 19:51:48 上传下载次数: 214外层差分共面阻抗内层差分共面阻抗.jpg (122.52 KB, 下载次数: 195) 2011-7-12 19:51:58 上传下载次数: 195内层差分共面阻