❶ 詳解怎樣使用Polar Si9000軟體計算阻抗及如何設
一,首先給大家介紹一下Polar軟體,Polar是專業計算阻抗的軟體,其版本包括:Si6000,Si8000,及Si9000.
二,其次給大家介紹常見的幾種阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗.
1.外層特性阻抗模型
2.內層特性阻抗模型
3.外層差分阻抗模型
4.內層差分阻抗模型
5.共面性阻抗模型:包括(1)外層共面特性阻抗，(2)內層共面特性阻抗，(3)外層共面差分阻抗，(4)內層共面差分阻抗.
三,再次給大家介紹一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),
每個多層板都是由芯板和半固化片通過壓合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,聯茂等板材供應商.生益FR-4的芯板根據板厚來劃分有:0.10MM ,0.15MM,,0.2MM ,,0.25MM.0.3MM,0.4MM,0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等這里有一點需要大家特別注意:含兩位小數的板厚是指不含銅的厚度,只有一位小數指包括銅的總厚度,例如:0.10MM 1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介質的厚度,其總厚度應為0.10MM+0.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.15MM 1/1OZ的芯板,其總厚度是:0.15MM+0.035MM+0.035MM=0.22MM,而0.2MM 1/1OZ的芯板,其總厚度就是0.2MM,它的介質厚度應為:0.2MM-0.035MM-0.035MM=0.13MM.
半固化片(即PP),一般包括:106,1080,2116,7628等,其厚度為:106為0.04MM,1080為0.06MM,2116為0.11MM,7628為0.19MM.
當我們計算層疊結構時候通常需要把幾張PP疊在一起,例如:2116+106,其厚度為0.15MM,即6MIL;1080*2+7628,其厚度為0.31MM,即12.2MIL等.但需注意以下幾點:1,一般不允許4張或4張以上PP疊放在一起,因為壓合時容易產生滑板現象.2,7628的PP一般不允許放在外層,因為7628表面比較粗糙,會影響板子的外觀.3,另外3張1080也不允許放在外層,因為壓合時也容易產生滑板現象.
後續我會把一些常用的芯板以及各種組合的PP厚度匯總給大家,以便學慣用Polar軟體計算阻抗及層疊結構時使用!
四, 怎樣使用Polar Si9000軟體計算阻抗:
首先應知道是特性阻抗還是差分阻抗,具體阻抗線在哪些信號層上,阻抗線的參考面是哪些層?其次根據文件選擇正確的阻抗模型來計算阻抗,最後通過調整各層間的介質厚度,或者調整阻抗線的線寬及間距來滿足阻抗及板厚的要求!
五,舉例說明怎樣使用Polar Si9000計算阻抗及設計層疊結構:
1.四層板板厚1.6MM,外層信號線要求控制50歐姆特性阻抗和100歐姆差分阻抗.其設計結構詳見:4層板1.6MM阻抗設計.jpg,其中H1代表的是信號層與參考層之間的介質厚度,即L1與L2之間的厚度為3.2MIL,Er1為板材的介電常數,FR-4通常為4.2-4.6,W1稱為下線寬，W2稱為上線寬,一般認為W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)為兩根差分線之間的間距(指線邊緣與線邊緣之間距離),T1信號層的成品銅厚，外層1OZ=1.4MIL,而內層考慮的蝕刻的因素，我們通常認為內層1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。Zdiff為阻抗值。Calculate為計算按鈕，各因素是可以互相推算的,例如我們要控制50歐姆的阻抗,線寬為5MIL,H1需要多少呢？在Polar軟體中找到特性阻抗模型,把相應要求值寫上去，再按H1後面的Calculate為計算按鈕，H1的值就計算出來了.大家可以利用Calculate為計算按鈕去相互推算試一下。
其中3.2MIL是由兩張106的PP組合而來,48.42MIL指的是1.3MM 1/1OZ的芯板的介質厚度,具體是這樣得來:1.3MM-0.035X2)X39.37=48.42MIL.一般層壓厚度需比成品板厚小0.1MM左右，例如成品板厚1.6MM,而我們計算層壓厚度一般不也許大於1.5MM,此結構的層壓厚度為:0.08MM+1.3MM+0.08MM+0.035MM(銅厚)=1.495MM.即剛好滿足成品板厚1.6MM的要求。
2.六層板板厚1.2MM,信號層要求控制50歐姆特性阻抗和100歐姆差分阻抗.具體詳見:6層板1.2MM阻抗設計1.jpg和6層板1.2MM阻抗設計2.jpg,阻抗模型中H2=29.94MIL是怎樣得來？5.1+1.2+22.44+1.2=29.94MIL,其中22.44MIL即由3張7628的PP組合,0.19MMX3=0.57MMX39.37=22.44MIL,所以其層壓厚度為:0.08MMX2+0.2MMX2+0.49MM+0.035MM=1.085MM.(糾正一個錯誤:層壓結構中0.57MM應改為0.49MM),成品板厚才是1.2MM.0.49MM是由7628*2+2116組合.
六,現給大家提供Polar Si9000 V7.1下載地址及安裝方法:
下載地址: 亮騰資訊網, SI9000 V7.1 阻抗計算軟體也稱PCB疊層阻抗工具SI9000 V7.1
點擊setup.exe安裝完畢。
打開SI9000，指定\Crack\si9000.lic的路徑後即可破解成功。Si9000m是全新的邊界元素法場效解算器，建立在我們熟悉的早期Polar阻抗設計系統易於使用的用戶界面之上。
Si9000m增加了增強型建模功能，以便預測多介質PCB層的最終阻抗，同時考慮到鄰近差動結構之間的介電常數差異。建模時常常忽略了表面塗層，Si9000m模擬塗層與表面線路之間的阻焊厚度。這是一種更好的解決方案，可根據電路板採用的特殊阻焊方法進行定製。新的Si9000m還提取偶模阻抗和共模阻抗。（偶模阻抗是當兩條傳輸線對都採用相同量值、相同極性的信號驅動時，傳輸線一邊的特性阻抗。）在USB2.0和LVDS等高速系統中，越來越需要控制這些
特徵阻抗。
七,怎樣正確選擇阻抗模型:
大家在計算阻抗時，首先要選擇正確的阻抗模型是非常重要的！那麼怎樣選擇正確的阻抗模型呢？首先我們必須了解每一個模型所代表的意思，什麼情況下採用這種模型?
1.外層特性阻抗模型:外層特性阻抗模型是外層線路中某根線需要控制一般為50歐姆的阻抗,例如:一個四層板,板厚1.6MM,TOP層和BOTTOM層上5MIL的線需控制50歐姆的特性阻抗.