电子产业一站式赋能平台

PCB联盟网

搜索
查看: 1843|回复: 0
收起左侧

明明设计的是高带宽,差点加工成开路?

[复制链接]

193

主题

438

帖子

3641

积分

四级会员

Rank: 4

积分
3641
发表于 2022-6-30 13:46:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
作者:一博科技高速先生成员 黄刚! ]% G! o! ^. X" r6 G1 g; r' c# W
/ A  d* c7 k  V- e/ _4 _: Y* |# a
有没有感觉最近只看到了东哥的文章,是不是一度以为我们**了呢。没有啦,在这里还是要郑重的和广大的粉丝们解释下,高速先生这段时间一直在积累一些很有趣的素材,学习一些新的技术,以便给大家看到更多富有启发性的文章,这不我们又来了吗!
  W6 o! B1 I5 n: t: I/ c) x! b0 P % A% f# D8 C* i, t
说回正题哈,作为我们高速先生的主业也就是SI,其实一直以来我们都很关心设计和加工出来的差异,尤其对于高速信号来说,高速先生只有在加工误差比较小的情况下,才能去很好的完成一些仿真和测试的拟合。刚好高速先生正在研究一些适合112G的超高宽带传输的设计,pcb设计完加工回来后,高速先生立马投入到了紧张的测试中,结果就有了本文开头那一幕的感慨。。。, X. [9 A) E7 r7 F1 R& Q
' X1 C" u2 t6 k! e' |& I8 d2 \
当我们测试到一对带1.85同轴连接器的内层走线时,测出了让我们意想不到的结果。设计就是一对差分线,我们主要是看看一款高速板材的损耗和加上同轴连接器后,链路的带宽和线性度能去到多高频率。( h, L* [/ R  E

/ X( W3 {; f* A* n5 Z我们首先关注下同轴连接器位置的阻抗和差分线的阻抗,第一反应,感觉还是不错的,尤其是走线,整个链路的阻抗都在±5%以内,虽然不能算特别优秀,但是心理至少能接受的那种。  Z" N5 S( d. R' S9 A$ J  W" k, m" L
/ A0 \  e0 o/ c% B5 A
然而当我们测到插损曲线的时候,整个人都不好了,这啥啊这,居然平平无奇的一对差分走线会有那么大的谐振点,在28GHz的位置就和开路没什么两样啦!  j; g; A, V" w; u; Y5 N
' \. y6 g8 Y5 s3 B' P' ]
于是我们首先怀疑的是设计,看看是不是在PCB设计上犯了一些很低级的错误,结果查了设计文件,压根就没问题嘛,线宽线距,等长都没问题啊!
& p8 |: v5 I5 `0 M  p* d) p  x
) J+ f7 A+ R; ?' v/ w7 e# u) f5 B这就奇怪了,一开始高速先生是怀疑是不是漏了背钻,因此毕竟是3mm的板子,我们这对差分线走到了很靠上的层,但是从差分的TDR阻抗就已经排除了我们的想法,因为全链路上都没有一些很低的阻抗点,如果是漏背钻的话,肯定会在阻抗上看出问题的!
5 E: _5 N" y$ n
( T4 M) G1 @" @* y1 [  g那到底是什么问题呢?于是我们把重点放在差分线P和N单端延时差的问题,于是我们把这对差分的P和N分别给一个阶跃信号,来从时域上看看它们的延时到底有没有差别。结果让高速先生大跌眼镜,P和N之间的延时差居然有0.17?不对,1.7?也不对,是17.5ps!!!
% W: y' F+ W4 r* l# \$ Q7 S # `4 Q- A, l* K5 T& ]; v" ?
如果你对ps这个单位没什么概念的话,高速先生转成mil你就知道有多夸张了,就是大概100mil的长度差,也就是说,设计上是完全等长的两根线,加工出来居然有100mil的长度差,最关键的是走线长度还不到3inch。
2 r8 F- e. Z+ Q: X$ } 2 G$ H, \4 A. u& I3 x/ A
通过上面的测试和分析,其实高速先生大概率想到了是玻纤效应影响造成的,具体什么是玻纤效应,就不在这里展开了,可以翻看之前很多期的文章都有提到哈。于是我们把板子拿到板厂做了下切片,以便更好的和我们的预想贴合。不一会,切片图就出来了,果然,就是这个问题了。' J& d7 Z- K0 x

& R- T8 {. c) f- C) B可能有部分的粉丝没看过PCB切片图,其实就是在和走线垂直的剖面切开,用高倍显微镜来看切面的画面。就像本文的这张切片图一样,可以看到差分走线刚好一根走在了玻纤的交叠区域(右),另外一根走线窗口处(左),而且不知道算是多大分之一概率的机会,上下都各有两张pp(core也是两张pp组成),而且pp也还是扁平布的情况下,依然无法阻挡差分的P和N处于比较一致的状态。另外只要是知道了玻璃布和胶的介电常数差异,你就会明白这种情况有多严重了。7 K' R2 C  r% q8 k
* u+ z  @! L4 {: o* X
要不就这样结尾了,高速先生已经哭倒在实验室了。。。. V: R5 Z2 ]6 d. J1 d. Q

. r  ?' {+ z" T: l) _. J1 I* {问题来了
8 Z& [  I8 C: R1 ^7 s从设计到加工环节,大家觉得有什么细节的方法可以改善玻纤效应吗?
$ ?3 @8 F* X, C8 [$ F
一博科技专注于高速PCB设计、PCB生产、SMT贴片、物料代购http://www.edadoc.com
回复

使用道具 举报

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则


联系客服 关注微信 下载APP 返回顶部 返回列表