當PCB設計師遇到愛情,猜猜他板內的阻抗有多大變化

作者:王輝東(一博科技高速先生團隊成員)


正文:


遇見你的那天,天空飄着濛濛細雨,
在學校的食堂打了一份青菜,犒勞自己。
家裏條件不好,能讓我上學填飽肚子,
已是父母最大的努力。


你像仙子一樣,端着一盤紅燒肉,向我走來……
你故意捂着肚子說,
不好意思,菜點多了,我都喫撐了自己。
這盤紅燒肉,我一口沒動,你若不嫌棄,就送給你。
說完你放下盤子,羞羞的捂着臉,像風一樣離去。
後來這樣的故事,重複了一季又一季。


然而畢業了,因爲就業和選擇,我們產生了分歧。
你離開的那天,天空也是下着濛濛細雨。
你說希望有一天,我們都不要後悔,
曾經在彼此的生命裏出現過。
不管怎麼樣,還是要謝謝你,
謝謝你從我的全世界路過。


你說我是你的全部,而我卻弄丟了你,
從此你我杳無訊息......


我努力壓抑自己內心的憂傷,
我把年少無知留給了故鄉,
我把謙卑有禮,積極向上留給了遠方。


我背起行囊,來到深圳。
我進入了一家公司,他們專業做PCB。
因爲他們技術好實力強,業務蒸蒸日上。
我在這裏努力的提升,放飛自己。


爲了客戶的交期,爲了客戶的滿意,
也爲了心頭那個不能忘卻的記憶,
我時常不眠不息,鳳凰涅槃,我破繭化羽。
我把我的愛做在每一塊PCB裏。


日子在一天一天的過去,
卻沒有你的一絲絲消息。
後來我再也不喫紅燒肉,
因爲我的身邊已經沒有你…….


突然有一天,
公司接了個加急制板項目,
讓我來做可製造性檢查和分析。


在檢查阻抗設計時,
看到客戶的PCB內層有這樣的一個設計,
差分線的旁邊做了部分浮銅包地。
阻抗線中間的包地銅皮比較細,形成了空接線,在加工時容易產生細銅偏移扭曲,導致地網絡與阻抗線短路。


空接線爲什麼會產生短路,具體原因詳見高速先生往期文章《小問題大不良,細節不注意全局出問題》。

我經過實際的測量,發現銅皮與走線的間距爲6mil.,然後我打開了鑽孔文件,發現在差分線周圍的銅皮上設計有迴流地孔,並且成對角分佈。  



拋開生產的不良影響,單從SI的角度去考慮,這個設計對信號影響比較大,制板的最終結果要和客戶的設計差之千里。
我和客戶提了修改建議,但是客戶還是想堅持自己。

於是我們SI的亮亮童鞋專門從仿真的角度,做了一個3D建模,來分析這個差異。

如下圖3D模型,走線與浮銅間距6mil(兩個孔分佈在兩端)


仿真結果:


有浮銅包地和無浮銅包地阻抗比對(有浮銅包地比沒有浮銅包地降低了2.7歐姆)


有浮銅包地和無浮銅包地插損比對(有浮銅比沒有浮銅在2Ghz左右存在諧振。)


有浮銅包地和無浮銅包地回損比對(有浮銅比沒有浮銅增加了7dB左右.)


結論:


此類鋪銅方式,對於基頻大於400Mhz(5倍頻)的信號來說存在風險。
優化建議:
第一優先:如果銅皮不是必要的(共面阻抗或者隔離防護),建議刪除。


第二優先:如果一定需要銅皮,最重要的是間距,銅皮和走線的間距決定耦合強度,耦合強度將決定有多少返回電流通過銅皮迴流,並且儘量將阻抗線周圍包地完整,不要出現包地不連續的情況。

如果差分線與銅皮有足夠多的間距,那麼它的周圍是否有沒有銅皮包地,銅皮上打沒有打孔,對阻抗都不會有大的影響。所以優化銅皮和走線間距是最有效的手段。

第三優先:如果間距也不能改,銅皮上的孔就是影響信號的重要因素,即建議在銅皮上均勻加孔,至少是在銅皮兩端加孔,如果只有一個孔,將會是最差的結果,比不加孔的差異更大。只打一個地孔(在特定情況下)與不加地孔的差異差不多。

我將最終的結論發給客戶,在詳細的仿真結果面前,客戶愉快的接受了我們的建議,把PCB做了修改,板子很快投到了產線去。

交板的那天,客戶來了一位負責人,我沒想那個人竟然是你。

見到你的那一刻,
我瞬間如同遭了220v的電擊,顫抖的不能自已。
我激動的語無倫次,眼內瞬間升騰起一團水氣……
我把手指放在嘴裏,用力的咬了一次又一次,
我就是要確定這不是在夢裏。

直到口中有了一股鹹腥,
我知道你又來到了我的世界裏。

尋尋覓覓,你了無蹤跡。
不料想因爲一塊PCB,讓我再次遇見了你。

老天讓我錯過風,錯過雨,我不想再錯過你。
既然你沒嫁,我沒娶,那咱們就湊合着在一起。

我第一次厚着臉皮,鼓起勇氣這樣給你說。
你當時紅着臉,白了我一眼說道:
“我這裏馬上要投一塊75000pin的PCB,
你要全程參與把一站式做好,那就一切隨你。”
又後來呀,我們一起喫肉一起賞雨……

記得那是一個星期天的早上,
看到你悄悄早起,你在外面接着電話,
我在臥室裏面聽的清清晰晰。

請你給硬件部門的同事說,
他們公司PCB設計好制板快,
有四家PCBA焊接廠,還有一個大型常備物料倉,
一站式服務,省心省時省力,我們不心慌。

關鍵是他們做高速板,
SI仿真部門那些大神們的技術真牛氣,信號質量沒問題。
我不管你們有什麼理由,做PCB我就找一博科技。
我在被窩裏,眼睛一熱,
愛她,就給她做最好的PCB。

最後,祝大小朋友節日快樂!守護童心,成就夢想!

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