文 / 姜杰(微信公众号:高速先生)
PCB板材根据损耗级别可以分为:普通损耗板材、中损耗板材、低损耗板材和超低损耗板材,其中,低损耗及超低损耗板材就是我们通常所说的高速板材。
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信号在传播过程中的能量损失不可避免,传输线损耗产生的原因有主要有两种:一是导体损耗,主要受趋肤效应和表面粗糙度的影响;二是介质损耗,源于介质的极化,交流电场使介质中电偶极子极化方向不断变化导致能量损耗。《学习笔记之传输线损耗》
02
导线的电阻在交流情况下随频率变化,随着频率升高,电流由于趋肤效应集中在导体表面,受到的阻抗增大,同时,铜箔表面的粗糙度也会加剧导体损耗。那粗糙度对信号的影响到底是什么呢?影响又有多大呢?《当时速214公里的法拉利遇上碎石子路,当高速信号邂逅表面粗糙的铜箔……》
03
不同的玻纤对应的编织粗细不一样,开窗和交织的厚度也各不相同,如果信号分别布在开窗上和玻纤上,所表现的特性(阻抗、时延、损耗)就会有所差异(开窗区域和玻纤的Dk/Df特性区别所导致),这种由于介质材料导致信号传输延时有差异的现象称为玻纤效应。那么,该如何精确的对玻纤效应进行计算拟合、仿真校准呢?《DesignCon文章解读之玻纤效应限制了我们对高速的想象?》
04
最后,将高速板材选择需要考虑的因素总结如下:
材料成本/可及时获得性
合理、稳定的Dk/Df参数(随频率及环境变化系数小)
材料厚度及胶含量公差小(阻抗控制好)
低铜箔表面粗糙度(减小损耗)
耐CAF/耐热性及机械韧(粘)性(可靠性好)
尽量选择平整开窗小的玻纤布(减小skew和损耗)
用一般的制程即可加工(加工性好)
环保要求
不同的信号需求选择不同的材料,在高速设计里不能一概而论,具体情况还需要具体分析,除了经验,仿真也是帮助我们精确选择板材的有效手段。
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