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高速先生成員--黃剛 引言不多說(shuō)，直接進(jìn)入正題！大家如果對(duì)PCB板廠的加工能力有了解的話，都很清楚，目前主流的板廠會(huì)將傳輸線阻抗控制公差在±10%這個(gè)范圍，然后有幾家一線板廠有能力做到±8%，感覺(jué)目前國(guó)內(nèi)的板廠應(yīng)該還沒(méi)有正式承諾能做到±5%的吧。至于原因嘛，高速先生之前的文章：掌握了這個(gè)分析方法，實(shí)現(xiàn)傳輸線阻抗5%的加工公差不是夢(mèng)！其實(shí)已經(jīng)有提過(guò)，上面提到的PCB傳輸線結(jié)構(gòu)的各種誤差都會(huì)積累起來(lái)，從而導(dǎo)致整體的阻抗誤差增大。目前看起來(lái)5%的阻抗控制的確還屬于可遇而不可求的情況！ 然而國(guó)外的一個(gè)大客戶最近向我們提出了一個(gè)比阻抗±5%還能苛刻的要求，他們希望在他們的測(cè)試夾具中做到高速線的阻抗±5%，還有一個(gè)可能95%的夾具項(xiàng)目都沒(méi)有的要求，就是高速線的損耗也要保證±5%的誤差！ 是的，國(guó)外的客戶一向都是要求比較嚴(yán)格，它提出的要求，可能Chris之前真的沒(méi)有聽(tīng)過(guò)！阻抗要求滿足5%的要求，損耗要求在12.8GHz達(dá)到1.3dB±0.05dB。一個(gè)字，難！一個(gè)英文單詞，impossible！ 客戶要保證的阻抗和損耗是下面這條夾具的鏈路，單端42.5歐姆的鏈路。 畢竟這個(gè)客戶也合作很多很多年，既然他們有這個(gè)需求，又一定程度上做好了不行的心理準(zhǔn)備，那就作為一個(gè)預(yù)研的項(xiàng)目了，說(shuō)干就干！ 首先從疊層開(kāi)始就抓得很?chē)?yán)格，內(nèi)層走線，線寬盡量寬點(diǎn)，用上多次驗(yàn)證后有把握的板材和性能好的PP，大概定下來(lái)這樣的疊層。走線在L3層，隔層參考TOP和L5層，使線寬增大，控制線寬導(dǎo)致的阻抗和損耗誤差。 疊層定下來(lái)之后，輸入疊層和線寬板材參數(shù)信息，先仿真得到理想加工情況下的阻抗和損耗。在確定線長(zhǎng)為某一數(shù)值的情況下，在仿真中讓鏈路滿足了損耗和阻抗的指標(biāo)。 但是上面也僅限于在仿真中滿足，其實(shí)意義不大，只能認(rèn)為是在中值情況下能滿足。我們需要分別進(jìn)行DOE仿真，從理論上探討加工誤差影響阻抗和損耗的因素。 首先無(wú)論是阻抗還是損耗，我們?cè)赑CB結(jié)構(gòu)和板材的參數(shù)定義以下6個(gè)參數(shù)。 從阻抗的DOE分析中，我們可以看到不同參數(shù)的影響比例如下：和Chris的認(rèn)知也比較吻合，除了DF和粗糙度基本沒(méi)影響外，其他4個(gè)因素都有一定的影響，而且基本還是互相交互的影響。 而對(duì)損耗的DOE仿真，我們能看到更多新的知識(shí)點(diǎn)。除了我們認(rèn)知中的板材DF和銅箔粗糙度，包括線寬W會(huì)影響損耗外，讓人沒(méi)想到的是，阻抗的變化居然也對(duì)損耗有非常大的影響，所以你們能看到板材的介電常數(shù)DK居然排在影響榜的第一位，上下厚度也是名列前茅。 Chris綜合了兩個(gè)指標(biāo)的影響偏差因素后，就開(kāi)始配合我們的板廠去做一些加工的側(cè)重點(diǎn)，盡量去減小加工的誤差，當(dāng)然這個(gè)項(xiàng)目加工的可控度也遠(yuǎn)比嘴上說(shuō)的要難，最后經(jīng)過(guò)了一段不短時(shí)間的努力，終于達(dá)到了目標(biāo)。加工回來(lái)后，我們抽測(cè)了2塊板子，阻抗和損耗都完美的達(dá)到了客戶的要求，而且一致性非常好，說(shuō)明這批次的加工應(yīng)該都能滿足要求。 當(dāng)然最后再說(shuō)一句，通過(guò)一些非常規(guī)的加工控制方法是有機(jī)會(huì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)阻抗和損耗的指標(biāo)，但是非常非常難，需要付出的成本和精力也比較高，因此大家也沒(méi)必要一定要往這個(gè)極端的指標(biāo)去做，根據(jù)自己產(chǎn)品的裕量，量力而行就可以了。實(shí)在有像這個(gè)世界500強(qiáng)客戶一樣那么高的指標(biāo)，找下高速先生吧，或者我們也能幫大家實(shí)現(xiàn)哦！ |
