PCB加工中的“流胶”到底是怎么影响阻抗的？

高速先生成员-- 黄刚高速先生成员-- 黄刚随着产品速率越来越高，人们对传输线阻抗偏差的接受度也肯定越来越小了，大家都怀揣着加工出来的板子传输线阻抗能做到10%、8%甚至5%误差的梦想。有梦想绝对是好事，高速先生支持每一个有梦想的人。但是光有梦想肯定控不好阻抗，高速先生一定会把你们摇醒，让你们好好思考下到底有什么因素会影响加工的阻抗误差哈！https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/2668d43c63db4e4c92da62b08baa92e5~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=yHxlXj9ie5Yt5n0AfCnNcsTtZD0%3D

影响阻抗的因素有很多，高速先生之前文章也写过不少，今儿再给大家分享一些影响指数也贼高的因素，那就是流胶。。。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/7136473a46f24a3588c540347d7340b8~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=NuZUo6Ogq3qDPzt8gUJre59uHZk%3D

什么是流胶？的确又要花点篇幅从PCB加工工艺说起了。首先PCB叠层的组成大家应该知道哈。无论是多少层PCB板（当然2层除外哈），它的组成部分都会由以下三个元素组成，那就是PP，CORE和铜箔。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/be27b4cd5f2b48f2b1f5f46c9cc6f757~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=6flMrSRRYbXboHqjV9MA9zJjXUQ%3D

铜箔大家好理解，那就是铜嘛。PP和CORE大家都也不用觉得他们差异很大，先说下PP哈。我们叫习惯了PP，其实它的学名叫半固化片Prepreg，它的组成元素就2个，玻璃纤维布和树脂，就像下面的切片图所示。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/fa38808995b745d08d757f1112196a59~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=U%2BKDCJE%2B%2BEONiMZrx56vN%2Fryv5M%3D

真实长啥样？就是下面那样了。其中玻璃纤维布，简称玻纤布，树脂，俗称胶水，它就是我们今天的要说的流胶的那个胶了哈！https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/094cd0f12c434224b085aeed804bf3a8~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=5JaeeQgdc651I1hdFRANup5%2B9V0%3D

那什么叫CORE呢？也没什么复杂，那就是把PP上下各加上一张铜箔，预先压合一次，本质上就是一个双面板，所以CORE的学名也叫芯板，就是下面那样了。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/0d2a425989a742dfb9674a1738567b75~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=J2Kp8dVwfRz6b8gQhHKS1RpakQY%3D

CORE和PP的差异点主要是2个，一是CORE多了上下两面的铜箔，二是CORE是预先压合好的PP，把CORE和PP在多层板中叠好再次高温压合的时候，CORE是不会再变化的了。那怎么能把多张CORE和PP压合成一个稳定的多层板呢？就主要靠CORE上下的PP里面的胶了。压合时的高温会把PP里的胶变成近似液体状，然后填充多层板里面的空隙，最后像胶水一样把多个CORE粘起来。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/41aa5026bc6f477a8bbbbad9d967316e~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=E8fJSG0kd3AFuq%2BApRHDxivlN7A%3D

那流胶就是把多个CORE粘起来嘛，为什么会影响传输线的加工偏差呢？最近刚好有一个客户的阻抗测试结果，我们一起拿出来看看大家就知道了。高速先生的一贯风格，先说结论，那就是测试发现50欧姆传输线的阻抗加工后偏低了，只做到了47欧姆左右。因为这个是客户的一块要求非常高的测试板，因此47欧姆就不很好了。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/cbf5bbca7c1b4989b0142b3e37d13825~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=IPkH7NbeejJS02eRC1G%2FgThC0g4%3D

那要分析原因，首先就看看叠层？这个信号线走L2层，参考L1和L3层，L2和L3就是一个CORE了，L1层就是单独的铜箔，L1和L2之间是PP。https://p26-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/ebbc89f23b8241cf8c1c53373b338fc6~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=NOIDt8%2BnlEM83hSza26vs1sGqqs%3D

根据工厂确认的叠层厚度和线宽，我们算了下阻抗，算出来是很好的，妥妥的50欧姆！https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/fd1427462fb6498a91537ceab103be32~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=2RqJQs7QsTR6ZAa2pVbki5o0Wzw%3D

那肯定是加工时哪个因素变掉了导致阻抗偏低呗。客户很纠结，一定要找到原因，那没办法了，板子数据测试后，我们只能拿去切片看看了。不看不知道，一看吓0.5跳。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/320ebfa1e1f54cb79c36e8e3b82fc0e9~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=gqfsHfW7ve9s8LpAxXPiLoqt6W8%3D

能看到线宽和设计的4mil基本上出入不大，下面L2和L3层的CORE也很稳定，在4mil左右。最大的问题是L1和L2层的PP厚度咋就和确认的叠层差那么远呢？叠层上明明写的厚度是3.81mil，切片看到的只有2.9mil，少了1mil那么多？！和板厂确认了PP的型号是对的，用的PP本身的厚度就是3.8mil左右没毛病。3.8mil的PP压合完只有2.9mil了？https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/0437918fb58049c38a91594cca775d96~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=KmuEIlpHHppQwi5%2FNToZZdRr%2BqE%3D

的确，最大的问题就是在这里，如果L1和L2层的PP厚度从3.8mil变成2.9mil后，加工出来的阻抗就真的变成了47欧姆左右了，也。。。没毛病！！！https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/e13e645ff04344359cd32904d1100801~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=gi6OU7vuIc01bKBoiMoDilhC6sU%3D

对啥啊对，47欧姆阻抗我会算啊，关键是为什么PP压合后直接少了将近1mil啊，我想知道的是这个问题啊！！由于这个项目是客户自己画的测试板，那我们就提出要不看看客户的设计图。打开设计图看到之后，客户率先发表意见：你们看，在L2层为了排除其他走线的干扰，我就只走了7、8根待测的信号线，其他都是空的啊，应该不存在走线之间的干扰导致阻抗变化啊！的确啊，这一层也就那么几根信号线，都离得远远的，肯定不会有什么干扰啊！https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/4cf64d447d584fd6be820dc0be7b2c90~tplv-tt-shrink:640:0.image?lk3s=06827d14&traceid=20251223100923453BB25A4D8F589F77D6&x-expires=2147483647&x-signature=10jfzfEPjij0nzEEODdZHpuQLS4%3D

终于到高速先生发话了：这就对了嘛！简单的几个字就定位了阻抗偏低的最大问题。。。