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为什么要用高速板材?
【文:陈亮】
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大家在DDR设计中,遇到过什么样有意思的等长要求呢?
高速先生的读者一直都是藏龙卧虎,这次的文章又炸出了几条一直潜水大鱼。网友‘徐磊’对高速板材的材料参数理解很到位。使用高速板材更多的是为了减小信号的损耗,而损耗是多个方面的。只有了解损耗的原因,才能对症下药。网友“Vincent”关于需要同时考量成本与性能我是非常赞同的,另外对于ROGERS3003这类高频陶瓷材料材料强度不足的问题,可以通过与FR4进行混压,增加PCB强度。网友“山水江南”提到高速板材LOW DK在设计中的好处,除了带来布线空间上的优势,更低的DK使信号传输速率更快,相同长度误差下,延时差更小。更低的DK可以在相同的介质厚度下使走线更宽,避免线宽太细带来的制造困难(成本),减小加工因素对传输线的影响(性能),降低导体损耗(性能)。后续有机会再和大家一起分享更多关于高速板材的工程应用。
(以下内容选自部分网友答题)
除了关注板材的Df(散失因子)之外,最主要的是关注板材的Dk(介电常数)。其中DK相对于Df更重要,因为有一个开根号的问题。介电常数指在外加电场时会产生感应电荷而消弱电场,原外加电场与最终介质中电场的比值
@ moody
评分:3分
需要关注介电常数,铜箔表面粗糙度,玻纤布类型等。其实高速板材还有一个好处是介电常数比较稳定,一致性好,FR4介电常数不同批次差异较大,不利于工程中多批次的批生产。但同时你也要接受高速板材的高价格!
@ 杆
评分:3分
我们要关注以下参数,因为关系到PCB信号质量和地理范围。1.介电常数Dk,使用小一点的、稳定可靠的Dk板材,板可以变簿,线可以变细,空间体积的优势明显。2.玻纤布密度,对于高速串行信号P和N延时差异问题,硬件员特别强调12度走线,我认为选择玻纤布密的PP材料才是根本方法。3.铜箔粗糙度,低参数的铜箔信号损耗小。4.板材阻燃等级和环保要求,想省钱用铅汞的想法已经过时,安全绿色才是时尚。对身体健康伤害小,环境污染低是消费者选购产品的本能判断。
@ 山水江南
评分:3分
就个人工程中更多关注,DK,TG,CAF;DF也并非越小越好,记得技术分享会的时候,吴总说了句杂散也需要阻尼。
@ GFY
评分:3分
还需要关注板材的成本,越低损耗的板材肯定越贵。
@ 中臣
评分:2分
除了关注板材的Df(散失因子)之外,最主要的是关注板材的Dk(介电常数)。其中DK相对于Df更重要,因为有一个开根号的问题。介电常数指在外加电场时会产生感应电荷而消弱电场,原外加电场与最终介质中电场的比值。介电常数也可说成容电率。当多层板绝缘板材的容电率较大时,即表示信号线中的传输能量有不少被存储在板材中,也可说成部分传输能量被浪费在介质材料中。介电常数太大时,会造成信号传播速率变慢。因此介电场数越大,传播延迟也越大,信号传播速度越慢。在板材的选择中应尽量选用介电常数较小的板材,从而降低传播延迟,同时减小介电损耗。
高频信号在传输过程中的能量损耗共分三种,介质损耗、导体损耗(发热、趋肤效应)、辐射损耗。降低介质损耗一般是通过选择较低的Df值的板材;降低导体损耗一般是通过可以改变铜箔平整度以及加宽走线,信号频率越高,趋肤效应越明显,因此信号传输导体表面越平整越好,尽量不使用粗糙的铜箔;而辐射损耗一般通过屏蔽解决。 除此之外还有以下3点也需要考虑;
1、玻璃化转变温度(Tg)
2、热膨胀系数(CTE)
3、耐CAF性能
@ 徐磊
评分:3分
从技术角度来说,肯定选择好板材,但从价格上来说,有的折中啊
@ lee
评分:2分
介电常数 、铜箔表面粗糙度 、玻纤效应、导体损耗、辐射损耗、TG、CTE和ROHS
@ Zero
评分:3分
正好看书看到这一段,顺便补充一点:耗散因子表征了偶极子数目及其运动随频率升高后的位移大小,能和电导率随频率提高的趋势挂钩,实际就是介电常数虚部和实部的比。实际应用中也要兼顾成本和制造友善性,比如能用M4不要直接上M6,射频高频板材时能用松下的不要直接上ROGERS(尤其3003这种没有玻纤加成很易变形)。
@ Vincent
评分:3分
除了关注Df参数,还需关注Dk、Tg、吸水率、板材电性能、热性能、树脂类型、DFM、阻燃性能、价格、应用领域。尽量在满足设计需求、可量产性、成本中间取得平衡点。
@ 龍鳳呈祥
评分:3分
介电常数需要关注,影响阻抗。玻纤布类型,尽量使用开窗小的玻纤布,减小玻纤效应。RC含量选择百分比小一点的。
@ 两处闲愁
评分:3分
1,关注df值,是为了降低高频能量损耗,使得信号的高频和低频损耗差异不至于太大导致信号太差2.还要关注dk值,一般高速信号的dk值比较低,比如罗杰斯只有3点多3.还要关注铜箔平整度,粗糙度,共面度
@ 欧阳
评分:3分
介电常数dk ,影响传送速度
介质纤维,导体平滑度
@ 箴言
评分:3分
高速板材里面除了df最值得关注,dk也是值得考虑的。
当然对于板厂来说,可制造性如压合性能,温度性能也是要考虑的。
另外,色散也是非常重要的,特别是10gb以上的高速设计里面。
@ Simba
评分:3分
1.关注dk值,dk值越低,在面对高速信号时,其高频变化率越小;2.关注铜箔表面粗糙度,越平滑,在面对高速信号时,阻抗越好控制3.关注成本,关注来料的可替代性,可持续供货性。
@ Ben
评分:3分
比如说:介电常数Er、Tg值、成本,可生产性、硬度及厚度、设计注意事项等
@ Jamie
评分:3分
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