惊呆！这个世界500强客户的项目居然要同时保证阻抗和损耗误差

原创高速先生 2024-07-22 11:35

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公众号 | 高速先生

作者 | 黄刚

引言不多说，直接进入正题！大家如果对PCB板厂的加工能力有了解的话，都很清楚，目前主流的板厂会将传输线阻抗控制公差在±10%这个范围，然后有几家一线板厂有能力做到±8%，感觉目前国内的板厂应该还没有正式承诺能做到±5%的吧。至于原因嘛，高速先生之前的文章：掌握了这个分析方法，实现传输线阻抗5%的加工公差不是梦！其实已经有提过，上面提到的PCB传输线结构的各种误差都会积累起来，从而导致整体的阻抗误差增大。目前看起来5%的阻抗控制的确还属于可遇而不可求的情况！

然而国外的一个大客户最近向我们提出了一个比阻抗±5%还能苛刻的要求，他们希望在他们的测试夹具中做到高速线的阻抗±5%，还有一个可能95%的夹具项目都没有的要求，就是高速线的损耗也要保证±5%的误差！

是的，国外的客户一向都是要求比较严格，它提出的要求，可能Chris之前真的没有听过！阻抗要求满足5%的要求，损耗要求在12.8GHz达到1.3dB±0.05dB。一个字，难！一个英文单词，impossible！

客户要保证的阻抗和损耗是下面这条夹具的链路，单端42.5欧姆。

毕竟这个客户也合作很多很多年，既然他们有这个需求，又一定程度上做好了不行的心理准备，那就作为一个预研的项目了，说干就干！

首先从叠层开始就抓得很严格，内层走线，线宽尽量宽点，用上多次验证后有把握的板材和性能好的PP，大概定下来这样的叠层。走线在L3层，隔层参考TOP和L5层，使线宽增大，控制线宽导致的阻抗和损耗误差。

叠层定下来之后，输入叠层和线宽板材参数信息，先仿真得到理想加工情况下的阻抗和损耗。在确定线长为某一数值的情况下，在仿真中让链路满足了损耗和阻抗的指标。

但是上面也仅限于在仿真中满足，其实意义不大，只能认为是在中值情况下能满足。我们需要分别进行DOE仿真，从理论上探讨加工误差影响阻抗和损耗的因素。

首先无论是阻抗还是损耗，我们在PCB结构和板材的参数定义以下6个参数。

从阻抗的DOE分析中，我们可以看到不同参数的影响比例如下：和Chris的认知也比较吻合，除了DF和粗糙度基本没影响外，其他4个因素都有一定的影响，而且基本还是互相交互的影响。

而对损耗的DOE仿真，我们能看到更多新的知识点。除了我们认知中的板材DF和铜箔粗糙度，包括线宽W会影响损耗外，让人没想到的是，阻抗的变化居然也对损耗有非常大的影响，所以你们能看到板材的介电常数DK居然排在影响榜的第一位，上下厚度也是名列前茅。

Chris综合了两个指标的影响偏差因素后，就开始配合我们的板厂去做一些加工的侧重点，尽量去减小加工的误差，当然这个项目加工的可控度也远比嘴上说的要难，最后经过了一段不短时间的努力，终于达到了目标。加工回来后，我们抽测了2块板子，阻抗和损耗都完美的达到了客户的要求，而且一致性非常好，说明这批次的加工应该都能满足要求。