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PCB阻抗與基材介電常數大致成反比,在疊層、線寬、介質厚度都不變的前提下,介電常數越高,阻抗越??;介電常數越低,阻抗越大。對常見 microstrip/stripline 結構,在相同線寬和介質厚度下,特性阻抗會明顯升高,需要加寬線寬或減小介質厚度來拉回目標值。
工程上,如果只把εr 從 4.3 調到 3.8 這一類“小變化”,阻抗通常會偏幾歐姆到十歐姆量級,已經足以造成高速/高頻鏈路不達標,所以阻抗計算時必須使用板廠給出的實測 Dk(分頻段)數據,而不是“名義值”。作為國內領先的PCB測量儀器、智能檢測設備等專業解決方案供應商,班通科技自研推出了PCB專用TDR阻抗測試儀Bamtone H系列,最高帶寬高達20GHz,為廣大PCB制造商在生產、設計過程中提供高效設備支持。
TDR阻抗測試儀Bamtone H200B系列
不同基材之間的差異?
通用 FR-4 在 1 GHz 左右的 εr 約 4.2–4.8,高速專用 FR-4 或混合樹脂體系可以做到約 3.3–3.9,PTFE、低 Dk 復合材料可以進一步降到 2.x–3.x;在同樣結構下,這些差異會帶來幾十個百分點的阻抗變化,需要配套不同線寬/介質厚度設計一整套阻抗庫。陶瓷基板(如氧化鋁、氮化鋁)介電常數可達約 9–10,同樣線寬和介質厚度下,阻抗會顯著低于 FR-4,需要明顯減小介電厚度或大幅減小線寬才能達到同樣阻抗,因此高 Dk 材料常用于需要低阻抗、小型化或特殊熱性能的場景。
對高速信號的工程影響有哪些?
介電常數越高,傳播速度越慢、延遲越大,同時介質損耗往往也偏高,在長鏈路和高數據率下會加重碼間串擾和眼圖閉合,因此高速板材通常選擇低且穩定的介電常數,并在阻抗、損耗、成本之間折中。由于 Dk 對頻率、溫度和含水率敏感,同一種材料在不同頻點、不同環境下的“等效阻抗”也會輕微變化,所以做 10G、25G 及以上速率時,往往會限定材料的 Dk 公差和 Df(損耗角正切),并把這些參數帶入仿真和阻抗計算,而不僅僅依賴名義 50 Ω 設計值。
















