公众号 | 高速先生,作者 | 王辉东
“三面青山一面湖,无尽烟波画舫浮。”说的是巢湖,到了合肥怎能不去巢湖看看呢。
周末休息,大刚说我开车,小胡(丽华)说我也去。
大刚说走就走,秒开车,不停留。
我们驱车向东南方向出发。
环湖公路风景秀丽,一路欢声笑语。
正行之间,忽听电话铃声响起。
小胡华丽丽的拿起手机。
客户说他们线路板厂发过来个工程确认,其中有个高速PCB的层叠帮忙确认下。
猛一看,感觉工厂的层叠设计合情合理,但是仔细一看,感觉少了点东西,小胡除了看到各层铜厚的数据,没有找到铜箔类型的信息。
这种看似合理的层叠确认背后,隐藏着什么秘密。
小胡是东瞅瞅,西望望,怎么不见铜箔类型,找的好心慌。
小胡说让客户再和工厂确认下,为什么不写铜箔类型。
PCB设计时明明有铜箔类型的要求。
PCB设计要求用松下M6G的材料,内层用HVLP铜箔。
工程确认不写铜厚信息有哪些问题呢,这还要从铜箔类型说起。
高速PCB的铜箔类型介绍:
我们高速pcb层叠设计时,常用铜箔有如下几种,HTE RTF 和HVLP。
松下M6G的材料手册上明确标示,有两种铜箔类型,你是否有注意到。
为此大师兄专门找了松下的华总确认过,松下和我们是战略合作。
松下第一时间提供了不同铜箔类型的损耗对比资料。
由于信号在频率越来越高的情况下,电流在传输路径上会重新调整分布,沿着最小电阻的路径去传输。
当信号的频率较越来越高时,信号都会趋向于导体的表面传递。这样就会导致信号流过导体的相对有效面积变小,从电阻的角度来分析,这就会导致电阻增加,导致传递能量的损失。 电流大量聚集在导体的表面上,越往导体中心电流越小,这种现象称为“趋肤效应”。
如果导体表面粗糙度大于趋肤深度时,信号传输仅在粗糙度的厚度范围内进行,使传输信号的驻波、反射越来越严重,并导致信号传输路径变长,增加传输损耗。信号在导体表面粗糙度低于趋肤深度时,传输路径短,降低传输损耗。因此,导体铜箔粗糙度越低,制作出的PCB产品插入损耗(传输损耗)越低。
当信号沿着传输线传播时,会发生严重的趋肤效应和电离损耗。下图是两种铜箔类型和插损的对比。
高速先生Chris曾经做过一个很有意思的测试,在同一个叠层且线宽等条件都不变的情况下,实测出了RTF 铜箔和 HVLP铜箔之间的差异。
由于趋肤效应的存在,高速PCB如果继续使用常规铜箔,其结果是:随信号传输频率增加,趋肤效应导致的信号“失真”愈发严重。因此,当前的高速材料上低粗糙度铜箔的应用越来越广泛。
频率越高、波长越短,信号在导体间行进,将只集中在导体的表面。表面粗糙度越平坦对信号传输越有利。PCB层间的附着力强度,受导体表面粗糙度影响。但是导体表面粗糙度越高,树脂与导体接触面积越大,附着力随之增加,这就是生产与设计的矛盾。
关于不同粗糙度铜箔对高速PCB信号的影响,小胡那是体会最深。
她说走巢湖环湖公路6公里,一路平坦道路开阔,开车那是刷刷而过,到了湖边也是6公里,一路坑坑洼洼,那速度就是龟速,路程一样,用时差很多,到达时间也差了很多,一目了然。
后来客户电话打了过来,告诉小胡,工厂说不写铜箔类型,他们在生产时多一种选择。
小胡一时凝噎……
丽华喝了一口酒,满眼泪痕和温柔,老王说喝完这一杯,我们去河边走一走。
细节经不起推敲,高速PCB的铜箔类型还请PCB工厂大方的展示出来,不要藏着掖着。
建议按下面的层叠设计来确认工程。
所以有的工厂说这是多一种考虑,这样做真的好吗,你能接受吗。
振河塔,高耸入云,说着这世间的正道和阳刚。
另外说了这么多,忘记告诉大家一件事,RTF和HVLP铜箔在高速PCB层叠设计上,不但损耗有差异,价格上也有很大的不同,哪个更贵,朋友你知道吗。
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