實(shí)際設(shè)計(jì)PCB的時(shí)候,經(jīng)常看到有的工程師追求走線(xiàn)藝術(shù),將電路板上的走線(xiàn)走得橫平豎直的,看起來(lái)非常美觀,而有的工程師的走線(xiàn)則是彎彎拐拐的,喜歡以亂易整,還有的工程師永遠(yuǎn)追求最短距離走線(xiàn),能斜著走線(xiàn)的決不橫平豎直。那么這各種走線(xiàn)風(fēng)格背后有沒(méi)有什么區(qū)別呢,本文就一一道來(lái),介紹介紹PCB走線(xiàn)的技術(shù)和藝術(shù)。
1、橫平豎直的問(wèn)題
PCB的基礎(chǔ)材料是覆銅板,目前常見(jiàn)的FR-4是以電子玻纖布為增強(qiáng)材料,浸以環(huán)氧樹(shù)脂, 覆以一定厚度的銅箔,再經(jīng)熱壓處理而成。
低頻時(shí)玻纖布對(duì)PCB的電氣性能影響較小,可以認(rèn)為介質(zhì)是均勻的,但高頻時(shí),介質(zhì)層局部特性將會(huì)對(duì)PCB的電氣特性有很大影響。
不同的玻纖布,經(jīng)緯紗線(xiàn)的寬度及其間距大小也不一樣,如果按橫平豎直的布線(xiàn)策略,則PCB走線(xiàn)始終與基板邊緣呈0°或者90°,這樣會(huì)導(dǎo)致傳輸線(xiàn)方向與玻纖經(jīng)緯向平行,此時(shí)會(huì)出現(xiàn)幾種情況:傳輸線(xiàn)在經(jīng)向玻纖束正上方,傳輸線(xiàn)在緯向玻纖束正上方,傳輸線(xiàn)在兩根經(jīng)向玻纖束中間,傳輸線(xiàn)在兩根緯向玻纖束中間。
由于玻纖布的相對(duì)介電常數(shù)和環(huán)氧樹(shù)脂存在較大差異(環(huán)氧樹(shù)脂約為3,玻纖布約為6)。因此板面不同位置的介電常數(shù)存在差異,從而導(dǎo)致板面不同位置阻抗的差異。同時(shí),同一阻抗線(xiàn),由于位置不同,介電常數(shù)也不均勻。對(duì)于差分對(duì)的影響更為明顯,可能導(dǎo)致眼圖塌陷。
根據(jù)上述解釋?zhuān)瑱M平豎直的走線(xiàn)雖然很美觀,但不一定實(shí)用,實(shí)際設(shè)計(jì)中,一定是功能性能優(yōu)先,美觀藝術(shù)其次,最好的當(dāng)然是既好用又好看啦~
實(shí)際設(shè)計(jì)中也不是一定會(huì)出問(wèn)題,可能取決于以下一些因素:
差分走線(xiàn)正好一根在玻纖束上,一根在環(huán)氧樹(shù)脂上;
走線(xiàn)的寬度、長(zhǎng)度等;
總線(xiàn)的速率等等。。。
2、解決辦法
針對(duì)上述現(xiàn)象,可能的一些解決方式如下:
走線(xiàn)避開(kāi)玻纖束的編織間距;
差分走線(xiàn)間距正好避開(kāi)玻纖束的編織間距;
之字形走線(xiàn);
帶一定角度的走線(xiàn);
設(shè)計(jì)人員旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì);
PCB廠(chǎng)家旋轉(zhuǎn)基板;
使用高端基板材料;
使用更緊密的玻纖材料(玻纖束編織間距?。?;
電氣上去偏移(deskew);
增大電氣余量等等。。。
以上就是針對(duì)PCB中的玻纖效應(yīng)的簡(jiǎn)單介紹,實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,物理距離最短肯定是非常重要的,這樣時(shí)延會(huì)最小,但同時(shí)還需要根據(jù)布線(xiàn)難度、傳輸線(xiàn)特性等選取盡量合理的走線(xiàn)方式,同時(shí)盡量讓設(shè)計(jì)美觀藝術(shù)。