板子為什么要做10度旋轉(zhuǎn)呢。這個(gè)可是小孩沒娘,說起來話長(zhǎng)。
歸根結(jié)底都是為了避免玻纖效應(yīng)。
PCB常用的原材料是FR4覆銅板,它通常是由玻纖布加樹脂,外面貼著兩張銅箔組成,記得以前高速先生有過一篇文章叫做《PCB的筋骨皮》,里面講解的很詳細(xì)。
這個(gè)玻纖布的介電常數(shù)約為6.7,樹脂的介電常數(shù)約為3.2,這就導(dǎo)致板材的介電常數(shù)是不均勻的。走在玻纖的上的信號(hào)線感受到的介電常數(shù)比較大,而走在窗口上的走線感受到的介電常數(shù)比較小。因?yàn)榻殡姵?shù)越高信號(hào)傳播速度越慢,介電常數(shù)越低信號(hào)傳播速度越快,差分線由于介電常數(shù)的差異,導(dǎo)致NP之間等長(zhǎng)不等時(shí),這就是玻纖效應(yīng)。
如下圖設(shè)計(jì)的差分走線,一根走在玻纖上,一根走在開窗上。這個(gè)玻纖效應(yīng)的影響還是很明顯。
PCB低速的時(shí)候,我們可以忽略掉板材時(shí)間的膨脹和尺寸的收縮,但是高速的時(shí)候就一定不能。玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào)影響體現(xiàn)在阻抗波動(dòng)、差分玻纖效應(yīng)兩個(gè)方面;不同規(guī)格玻纖布玻纖束寬度、厚度、縫隙不同,引起的阻抗波動(dòng)和玻纖效應(yīng)不同。
大家為了規(guī)避這個(gè)玻纖效應(yīng),想了很多辦法,比如改良我們的玻纖布種,于是有了開纖布和扁平布。如下圖所示:
當(dāng)玻纖的開窗越小,信號(hào)線走在窗口上的部分就更小,玻纖效應(yīng)的影響就更小。
但是改良布種成本比較高,并且工廠加工也會(huì)有一定的問題。于是大家想到了在設(shè)計(jì)方面改善,比如PCB設(shè)計(jì)圖形旋轉(zhuǎn)是解決玻纖效應(yīng)最直接有效的方法,將板子旋轉(zhuǎn)角度5-10度。
PCB圖形旋轉(zhuǎn)對(duì)玻纖效應(yīng)的改善。
大師兄講完玻纖效應(yīng),端起水杯喝了一口水,然后說道當(dāng)我把板子旋轉(zhuǎn)以后,經(jīng)公司內(nèi)部審核無誤后,很快交給客戶,因?yàn)榭蛻粢蓖督o他自己的PCB工廠去制板。
“后來呢?”林如煙和趙理工齊聲問道。
“哎“大師兄嘆了一口氣,停頓一下接著說道。
“后來客戶的板子沒有跑起來?!?/p>
“為啥呢”這兩個(gè)活寶又齊聲問道。
“剛開始我也很郁悶,PCB設(shè)計(jì)完全按照客戶的要求,并且內(nèi)部層層審核嚴(yán)格把關(guān),我們把能夠想到的問題都排查了一遍,我們配合著客戶查了一天又一天,但是依然沒有找到板子不良的真正原因。直到有一天,客戶要到了工廠的工作稿,當(dāng)他們打開工作稿,看到里面的生產(chǎn)圖形時(shí),差點(diǎn)驚掉下巴,因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了問題的所在。PCB的設(shè)計(jì)是沒有問題的,但是……”
“大師兄,啥問題呀?”如煙小聲問道。
“在客戶的工作稿里面,工廠將所有做過10度旋轉(zhuǎn)的板子又全部旋轉(zhuǎn)成正常板子了?!?/p>
后來客戶找他們PCB工廠調(diào)查此事,話說工廠有一個(gè)CAM工程師叫牛震天,他做板十幾年,號(hào)稱閱板無數(shù)。
這個(gè)牛震天接到客戶的GERBER文件,打開一看,就驚呼道,這是誰設(shè)計(jì)的板子,設(shè)計(jì)工程師也太LOW了點(diǎn)吧,方方正正的板子,還做個(gè)旋轉(zhuǎn),這多浪費(fèi)材料的利用率,土豪也不能這樣干,老夫做板十幾年,從來沒有見過這種異常,我要給它旋轉(zhuǎn)回去,我要給客戶省一筆材料費(fèi),我要讓客戶樂上天。說完他雙手充滿真氣,上下翻飛,電光火石間,就將板子旋回原形,開始了后面的工程制作,直到板子上線。
牛震天講得確實(shí)有一些道理,板子旋轉(zhuǎn)回去以后,板材的利用率會(huì)上升很多,但工廠只考慮了成本,卻沒有考慮玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào)的影響。
后來我們?yōu)榱朔乐棺隽诵D(zhuǎn)角度的高速板子,再被工廠的CAM工程師旋轉(zhuǎn)回去,我們決定將所有旋轉(zhuǎn)后的板子上都加個(gè)工藝邊,這樣我們收到的板子,就是外形方方正正,旋轉(zhuǎn)的板子嵌在正中間。
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