作者:一博科技高速学生自媒体成员 黄刚
大多数敌人都很想晓得的一个问题:
PCB 硬板上能跑多高的速率:10Gbps,25Gbps,56Gbps 甚至 112Gbps 都行!
PCB 软板上能跑多高的速率:呃……
是的,在硬板和软板的利用中,可能更多敌人关注的是硬板的设计和利用,而且这些年高速学生曾经胜利把硬板的高速信号速率从 10G 进步到目前的 112G 的设计了。与之比照,高速学生在软板上的文章绝对比拟少哈,当然这也是行业内的应用环境和比例是无关的。不过随着这些年大家的应用环境产生一些扭转后,利用到软板来传输高速数字信号的设计变得越来越多。有十分多的敌人在咱们的研讨会或者展会上看到咱们展现的一些软硬联合板的设计,都忍不住会问软板能传输多高的速率呢?高速学生一度也没有一个很必定的答案答复大家,于是高速学生本人做了一块软硬联合板来看看到底高速信号软板上的性能是怎么样的。
然而,循例咱们是应该介绍下软板的一些常识哈,先说一些比拟正经的介绍。软硬联合板,又叫 Rigid-FlexBoard,是软板(FPC)技术和传统的硬板相结合的产物。它具备软板的挠性,可弯折的灵便个性,同时又有硬板的刚性区域来实现器件的贴装。对节俭产品内部空间,缩小成品体积,进步产品性能有很大的帮忙。
最开始的软硬联合板结构绝对简略,软板区域层数不多,硬板区域的层数绝对也比拟统一。随着产品性能越来越简单,软硬联合板的设计要求也日趋简单,软板区域的层数开始减少,硬板区域的层数也变得不固定,在设计中对于高可靠性软硬板,构造首选构造 1 和构造 2;有阻抗屏蔽要求时抉择构造 3;高密度需要,选用构造 4;软板有插拔金手指,选用构造 5;双面软硬构造抉择构造 6(不举荐);特定装置需要可抉择构造 7、构造 8。
当然还有很多和工艺相干的常识,篇幅关系,这里就不一一介绍了,当前有机会咱们专门来讲哈,本文咱们还是聚焦到 SI 的性能下面去!
对了,刚刚说到的是咱们设计了一款测试板来验证高速信号在软板上的性能,就长上面这个样子了。
在下面咱们验证了很多种不同的软板走线构造,包含下面说的构造 1,2,3,4。
不过咱们明天不讲太多比照,咱们就讲个大家最关怀的通用构造的状况。咱们筛选这块测试板的上面这根软件走线进行测试,它是一根内层的软板走线,如下所示:
这是大家能想到的最简略的软板构造了,而且是实心铜的做法,什么叫实心铜的软板,这里先卖个关子,前面会解释哈。
咱们测试这根软板走线的损耗,发现在咱们所测试到的 20GHz 的频段内,整根走线都十分的线性,从线性度来看基本上和在硬板上的信号没啥区别,而损耗对于这个长度而且也是很好的状况。
当然后面说了,这个是在实心铜状况下的软板结构设计。所谓实心铜,也就是说在大规模铺铜的中央,例如地立体是和硬板的做法是一样的,铺满实心的铜皮。然而从应用性来说,对于软板是不利的,因为铜的占比越多,弯折性就越差。于是,为了向软板的弯折性斗争,行业内就钻研出了另外一种做法,也就是网格铜的软板构造,就像咱们测试板的这根走线一样。
没错,你们从图上看到的地立体的洞洞就是没有铜的,咱们这块测试板做的是 20mil*20mil 的网格铜,这种网格铜先不说 SI 性能,从弯折性来说的话是有了显著的改善,在咱们研讨会或者展会现场的敌人都亲自试过,确实柔软了不少。
然而柔软归柔软,从咱们 SI 的一些实践来剖析,它必然会对咱们高速信号的性能带来肯定的影响。因为这就会导致这根走线的参考立体不残缺,阻抗会继续的产生渐变,看起来都不满足高速信号要保障参考立体残缺的这一条最根本的准则。然而大家也不会太灰心,因为从它的测试后果来看,也没有差到一个敌人都没有的境地哈。至多在 10GHz 以内也还是十分的线性的,损耗也没有显著的变差。
所以说软板这一块也还是能利用在高速信号的,基本上走到 10Gbps 的信号都没有任何问题的。如果在设计上再把握得好一点的话,我置信有可能间接升上 25Gbps 哈!不过软板的设计还是会有很多影响的因素,例如加工误差因素,软硬接壤地位的设计难度,还是应用的因素,都会导致软板的一些不稳定性,因而大家在应用软板计划之前还是须要好好的布局哦!