我引用了IPC對(duì)銅箔厚度偏差的定義,我們來回顧一下:
提取內(nèi)層0.5oz的數(shù)據(jù)來簡(jiǎn)單做個(gè)描述:這也是多層板層疊中的常見內(nèi)層厚度
內(nèi)層0.5oz的銅箔正常厚度是0.7mil(17um),也是見到有人用這個(gè)厚度來做仿真和設(shè)計(jì)的。也有的公司會(huì)選擇0.5oz的銅厚是0.6mil(15.4um),這是IPC允許的銅的最小值。但是還有一個(gè)加工中允許減少的銅厚是4um,加工后允許的銅箔極限最小厚度是0.45mil(11.4um)。
我們都知道,銅厚變化,首先會(huì)影響阻抗,然后會(huì)影響載流能力、壓降、電流密度等指標(biāo),那我們來看看影響到底有多大?
內(nèi)層銅厚偏差對(duì)性能的影響
先看看阻抗:影響小于±1歐姆,不算太大的影響,并且這個(gè)影響是在整體阻抗10%的偏差里面的,設(shè)計(jì)中我們可以忽略不計(jì)。
再看看載流的影響:我們找了一個(gè)實(shí)際項(xiàng)目,0.5oz銅分別按標(biāo)準(zhǔn)值(0.6mil)與加工最小值(0.45mil)設(shè)置的仿真結(jié)果對(duì)比
0.5oz銅厚設(shè)置為0.6mil時(shí):
用電端電壓:839mV
VRM端輸出電壓:890mV
回路直流電阻:8.98mΩ
0.5oz銅厚設(shè)置為0.45mil時(shí):
用電端電壓:838mV,看起來壓降變化不大
看起來壓降和VRM端輸出電壓變化不算太大,但是直流電阻差值隨銅厚變化1.78mΩ,所以壓降的變化是引入遠(yuǎn)端反饋的結(jié)果,直流電阻抬升明顯,還是有一定隱患。
同時(shí)看到電流密度的變化,影響會(huì)更大:
0.5oz銅厚設(shè)置為0.6mil時(shí)的電流密度,最大在120A/mm2左右
0.5oz銅厚設(shè)置為0.45mil時(shí)的電流密度,最大在160A/mm2左右
直流電阻抬升,電流密度變大,加工誤差的影響不可忽略。回顧我們上一個(gè)話題開始的故事,可能PCB板廠的加工都在行業(yè)規(guī)范允許的誤差范圍,但是最終導(dǎo)致影響到產(chǎn)品性能,這本質(zhì)上是設(shè)計(jì)裕量的問題。凡是生產(chǎn),必有偏差,PCB設(shè)計(jì)裕量要預(yù)留出生產(chǎn)允許的偏差。
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