只因為把高速PCB旋轉了一下，結果地覆天翻……

edadoc · 發(fā)表于 2020-1-17 16:05:45

一博科技自媒體高速先生原創(chuàng)文|王輝東

序：
如果你愛一個人，請讓他做高速PCB；如果你恨一個人，也請他做高速PCB。

剛開始我也很郁悶，PCB設計完全按照客戶的要求，并且內部層層審核嚴格把關，我們把能夠想到的問題都排查了一遍，我們配合著客戶查了一天又一天，但是依然沒有找到板子不良的真正原因。直到有一天，客戶要到了工廠的工作稿，當他們打開工作稿，看到里面的生產圖形時，差點驚掉下巴，因為他們發(fā)現(xiàn)了問題的所在。PCB的設計是沒有問題的,但是……

時光飛逝，光陰似箭。即將過去的一年，就像自己抽的那一根根香煙、瞬間就剩下煙蒂，只留下滿層的回憶;也像我們握在手中的細沙，緩緩流下，剎那只剩芳華。

在線路板行業(yè)有一句話叫做：“節(jié)前發(fā)瘋，節(jié)后放松�！边@是這個行業(yè)最真實的寫照。春節(jié)就要到了，年會就要開了，但大家手中的設計項目卻越做越多，個個是加急，十萬火急。

林如煙在元旦前接了一款高速pcb設計項目，要趕在公司年會前投板。她加班加點，晝夜急趕。這不公司下午就要開年會了，她還在做投板前的最后檢查。DRC、反焊盤、疊層阻抗加背鉆，全都小心翼翼的看了個遍，按照客戶的要求，還把板子做了個10度旋轉，完美，投板。

大師兄，收到如煙的板子，瞪大眼睛，仔細查看。邊看邊不住的點頭夸贊，如煙，這板子設計的不錯，有大師風范，很完美，能趕上年會看節(jié)目、吃飯、中大獎。

大師兄夸得林如煙很開心，她笑的山花爛漫，多日來的勞累，一掃而光，云消霧散。白凈的臉上一抹紅霞飛起，著實好看。

突然大師兄停下手中的活兒，說如煙這個拼板要加個工藝邊，把板子嵌在中間，保證客戶收到板子的時候，是一個完整的長方形。

“為什么要加工藝邊呢，工廠制作的時候，應該會加吧�！迸赃叺内w理工伸長脖子說道，林如煙也是瞪著水汪汪的大眼睛，看著大師兄，眼睛里寫滿了疑惑。

大師兄沉默了一下，還是給你們講一個我的故事吧，他的思緒一下子飄到遙遠的從前。

那個時候大師兄還在設計線路板，那個時候他也接了一個高速板，也是按照客戶的要求將板子做個10度旋轉，歷史總是有驚人的相似。

板子為什么要做10度旋轉呢。這個可是小孩沒娘，說起來話長。

歸根結底都是為了避免玻纖效應。

PCB常用的原材料是FR4覆銅板，它通常是由玻纖布加樹脂，外面貼著兩張銅箔組成，記得以前高速先生有過一篇文章叫做《PCB的筋骨皮》，里面講解的很詳細。

這個玻纖布的介電常數(shù)約為6.7，樹脂的介電常數(shù)約為3.2，這就會導致板材的介電常數(shù)是不均勻的。走在玻纖的上的信號線感受到的介電常數(shù)比較大，而走在窗口上的走線感受到的介電常數(shù)比較小。因為介電常數(shù)越高信號傳播速度越慢，介電常數(shù)越低信號傳播速度越快，差分線由于介電常數(shù)的差異，導致NP之間等長不等時，這就是玻纖效應。

如下圖設計的差分走線，一根走在玻纖上，一根走在開窗上。這個玻纖效應的影響還是很明顯。

PCB低速的時候，我們可以忽略掉板材時間的膨脹和尺寸的收縮，但是高速的時候就一定不能。玻纖效應對信號影響體現(xiàn)在阻抗波動、差分玻纖效應兩個方面；不同規(guī)格玻纖布玻纖束寬度、厚度、縫隙不同，引起的阻抗波動和玻纖效應不同。

大家為了規(guī)避這個玻纖效應，想了很多辦法，比如改良我們的玻纖布種，于是有了開纖布和扁平布。如下圖所示：

當玻纖的開窗越小，信號線走在窗口上的部分就更小，玻纖效應的影響就更小。

但是改良布種成本比較高，并且工廠加工也會有一定的問題。于是大家想到了在設計方面改善，比如PCB設計圖形旋轉是解決玻纖效應最直接有效的方法，將板子旋轉角度5-10度。

PCB圖形旋轉對玻纖效應的改善。

大師兄講完玻纖效應，端起水杯喝了一口水，然后說道當我把板子旋轉以后，經公司內部審核無誤后，很快交給客戶，因為客戶要著急投給他自己的PCB工廠去制板。

“后來呢？”林如煙和趙理工齊聲問道。

“哎“大師兄嘆了一口氣，停頓一下接著說道。

“后來客戶的板子沒有跑起來�！�

“為啥呢”這兩個活寶又齊聲問道。

“剛開始我也很郁悶，PCB設計完全按照客戶的要求，并且內部層層審核嚴格把關，我們把能夠想到的問題都排查了一遍，我們配合著客戶查了一天又一天，但是依然沒有找到板子不良的真正原因。直到有一天，客戶要到了工廠的工作稿，當他們打開工作稿，看到里面的生產圖形時，差點驚掉下巴，因為他們發(fā)現(xiàn)了問題的所在。PCB的設計是沒有問題的,但是……”

“大師兄，啥問題呀？”如煙小聲問道。

“在客戶的工作稿里面，工廠將所有做過10度旋轉的板子又全部旋轉成正常板子了�！�

后來客戶找他們PCB工廠調查此事，話說工廠有一個CAM工程師叫牛震天，他做板十幾年，號稱閱板無數(shù)。

這個牛震天接到客戶的GERBER文件，打開一看，就驚呼道，這是誰設計的板子，設計工程師也太LOW了點吧，方方正正的板子，還做個旋轉，這多浪費材料的利用率,土豪也不能這樣干，老夫做板十幾年，從來沒有見過這種異常，我要給它旋轉回去，我要給客戶省一筆材料費，我要讓客戶樂上天。說完他雙手充滿真氣，上下翻飛，電光火石間，就將板子旋回原形，開始了后面的工程制作，直到板子上線。

牛震天講得確實有一些道理，板子旋轉回去以后，板材的利用率會上升很多，但工廠只考慮了成本，卻沒有考慮玻纖效應對信號的影響。

后來我們?yōu)榱朔乐棺隽诵D角度的高速板子，再被工廠的CAM工程師旋轉回去，我們決定將所有旋轉后的板子上都加個工藝邊，這樣我們收到的板子，就是外形方方正正，旋轉的板子嵌在正中間。

大師兄說只要想起這一生中最后悔的事，梅花便落滿了南山，要注意給旋轉后的PCB加個工藝邊。如煙你知道怎么做了吧。

林如煙聞聽此言，默默回到了座位上，去給板子加上工藝邊了。

公司年會的現(xiàn)場發(fā)來通知，要大家趕緊去會場，年會馬上要開始了，趙理工拉起了林如煙，在絢爛的晚霞里向年會現(xiàn)場急趕。