內(nèi)層銅厚偏差對性能的影響

我引用了IPC對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)來簡單做個描述：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厚度來做仿真和設(shè)計的。也有的公司會選擇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，首先會影響阻抗，然后會影響載流能力、壓降、電流密度等指標，那我們來看看影響到底有多大？
內(nèi)層銅厚偏差對性能的影響
先看看阻抗：影響小于±1歐姆，不算太大的影響，并且這個影響是在整體阻抗10%的偏差里面的，設(shè)計中我們可以忽略不計。

再看看載流的影響：我們找了一個實際項目，0.5oz銅分別按標準值（0.6mil）與加工最小值（0.45mil）設(shè)置的仿真結(jié)果對比
0.5oz銅厚設(shè)置為0.6mil時：
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：
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端反饋的結(jié)果，直流電阻抬升明顯，還是有一定隱患。
同時看到電流密度的變化，影響會更大：
0.5oz銅厚設(shè)置為0.6mil時的電流密度，最大在120A/mm2左右

0.5oz銅厚設(shè)置為0.45mil時的電流密度，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)計裕量的問題。凡是生產(chǎn)，必有偏差，PCB設(shè)計裕量要預(yù)留出生產(chǎn)允許的偏差。