作者：黃剛?
公眾號(hào)：高速先生

隨著DesignCon2020論壇如期在美國(guó)舉行，也同步的發(fā)布了一批關(guān)于研究相關(guān)行業(yè)的發(fā)展方向的技術(shù)文章。高速先生將會(huì)給大家做最及時(shí)的解讀，并以我們的視角來(lái)加以分析，以便大家能更好的理解作者的思路和想法，希望能對(duì)廣大粉絲們有所幫助。國(guó)際慣例，我們會(huì)首先解讀一批與PCB設(shè)計(jì)強(qiáng)相關(guān)的文章哈。

今天給大家?guī)?lái)的是以下這篇文章，題目的翻譯就是對(duì)PCB材料參數(shù)的優(yōu)化以及找出影響差分帶狀線的幾個(gè)加工因素的權(quán)衡。

高速先生其實(shí)也比較透徹的研究過(guò)這個(gè)方向，本篇文章的思路是首先進(jìn)行仿真和測(cè)試對(duì)比，然后通過(guò)得到的阻抗和損耗結(jié)果來(lái)分離出幾個(gè)影響的參數(shù)，從而對(duì)他們?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)的加工因素波動(dòng)的情況下，看看每個(gè)加工因素對(duì)總體結(jié)果影響所占的比重，從而更精確和有方向性的對(duì)PCB加工進(jìn)行管控。

當(dāng)然首先要做的就是得到一個(gè)高精度的測(cè)試結(jié)果了，也就是在測(cè)試中進(jìn)行去嵌，高速先生之前的文章有寫過(guò)為什么要去嵌，這里就不再重復(fù)了哈。本文章進(jìn)行了兩種去嵌方式的對(duì)比，分別是Delta-L和AFR。Delta-L是一種很快速很快速的去嵌方式，能通過(guò)簡(jiǎn)單的加減的方式得到DUT的損耗，例如5inch的線減去3inch的線就能得到2inch的結(jié)果。方法雖然快速簡(jiǎn)單，卻是以犧牲精度為代價(jià)，例如回?fù)p的去嵌，模態(tài)轉(zhuǎn)換的情況等，都是Delta-L去嵌很難精確完成的。

業(yè)界現(xiàn)在公認(rèn)比較好的兩個(gè)去嵌方式之一的AFR其實(shí)能夠很好的兼顧精度和效率（另外一種是更復(fù)雜的TRL校準(zhǔn)）。AFR會(huì)涉及到時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換校準(zhǔn)，因此能去嵌得到更多精度的指標(biāo)。當(dāng)然本文要得到的是DUT結(jié)果是單純的差分帶狀線。下面是去嵌前后的fixture和DUT的幾個(gè)參數(shù)對(duì)比結(jié)果。

接著，文章的作者進(jìn)行了仿真和通過(guò)簡(jiǎn)單的RLGC模型擬合的結(jié)果，用于后面和測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而分離出DK，DF等參數(shù)。這里面用來(lái)擬合最重要的模型是下圖的K參數(shù)，主要是對(duì)表面粗糙度的擬合公式，是一個(gè)數(shù)字的模型。另外還把DF這個(gè)參數(shù)作為擬合的一部分導(dǎo)入進(jìn)去。

當(dāng)然參數(shù)足夠多之后，是能夠做到以下精度的，下圖是仿真和RLGC擬合模型的對(duì)比結(jié)果。

緊接著，作者又給出了如何分離不同參數(shù)的步驟，主要步驟是首先通過(guò)相位分離DK，然后通過(guò)不同的迭代把DF和粗糙度分離開(kāi)來(lái)。

文章主要進(jìn)行了以下3類情況的對(duì)比，分別是不同玻纖布，不同樹(shù)脂含量以及RTF和HVLP銅箔之間這三種情況的對(duì)比，當(dāng)然，肯定是做在同一個(gè)層疊下面的。

得到的結(jié)論大概如下：不同的玻纖布的DK和DF不盡相同，另外樹(shù)脂含量（RC值）也會(huì)影響DF，不用說(shuō)，RTF和HVLP這兩種不同的粗糙度的銅箔當(dāng)然會(huì)影響損耗了。作者通過(guò)大量的樣品找到比較了穩(wěn)定的規(guī)律，把不同情況下的影響都量化出來(lái)了。

文章也通過(guò)對(duì)加工完的樣品進(jìn)行分析（估計(jì)是進(jìn)行了切片的分析），得到了不同加工因素對(duì)PCB參數(shù)的波動(dòng)情況，如下所示：

根據(jù)上面大量的分析樣品，給不同的加工因素做了一個(gè)波動(dòng)的范圍制定（例如線寬10%波動(dòng)，介質(zhì)厚度10%波動(dòng)），然后去通過(guò)各自組合的方式來(lái)得到阻抗和損耗隨著加工因素的變化。

從而得到了可能是本文中高速先生覺(jué)得最重要的一個(gè)表格了，也就是，到底哪個(gè)加工因素對(duì)阻抗和損耗結(jié)果的影響更大？結(jié)論是：線寬對(duì)阻抗的影響最大，占到了66%，而DF值影響損耗的比例也超過(guò)了50%。

這樣我們就可以對(duì)板廠的加工作更加細(xì)致的約束，例如把線寬約束得更緊，對(duì)介質(zhì)厚度可以適當(dāng)?shù)姆潘?。?dāng)然高速先生認(rèn)為約束是最好在不怎么增加成本和工序的情況下才更有意義。

最后，通過(guò)測(cè)試對(duì)比，優(yōu)化約束之后的樣品阻抗和損耗都比之前有了更好更穩(wěn)定的表現(xiàn)。

— end —

本期提問(wèn)：大家做出來(lái)的PCB板的差分阻抗都能控制在10%以內(nèi)嗎？有什么異常的情況都可以分享哈。