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一博科技自媒體高速先生原創(chuàng)文|王輝東
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序：6 n) E- q& Y/ G9 R
如果你愛一個(gè)人，請(qǐng)讓他做高速PCB；如果你恨一個(gè)人，也請(qǐng)他做高速PCB。
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- h/ a) r: t0 H2 k) K6 p" |% r5 W剛開始我也很郁悶，PCB設(shè)計(jì)完全按照客戶的要求，并且內(nèi)部層層審核嚴(yán)格把關(guān)，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(dāng)他們打開工作稿，看到里面的生產(chǎn)圖形時(shí)，差點(diǎn)驚掉下巴，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了問題的所在。PCB的設(shè)計(jì)是沒有問題的,但是……1 Q/ m5 h2 l* @6 z$ K, s- `3 F
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時(shí)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(xì)沙，緩緩流下，剎那只剩芳華。
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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(gè)行業(yè)最真實(shí)的寫照。春節(jié)就要到了，年會(huì)就要開了，但大家手中的設(shè)計(jì)項(xiàng)目卻越做越多，個(gè)個(gè)是加急，十萬火急。
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林如煙在元旦前接了一款高速pcb設(shè)計(jì)項(xiàng)目，要趕在公司年會(huì)前投板。她加班加點(diǎn)，晝夜急趕。這不公司下午就要開年會(huì)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(gè)遍，按照客戶的要求，還把板子做了個(gè)10度旋轉(zhuǎn)，完美，投板。
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! F8 w+ [: e& S大師兄，收到如煙的板子，瞪大眼睛，仔細(xì)查看。邊看邊不住的點(diǎn)頭夸贊，如煙，這板子設(shè)計(jì)的不錯(cuò)，有大師風(fēng)范，很完美，能趕上年會(huì)看節(jié)目、吃飯、中大獎(jiǎng)。
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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(shí)好看。
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; |. P+ y3 q* I4 v突然大師兄停下手中的活兒，說如煙這個(gè)拼板要加個(gè)工藝邊，把板子嵌在中間，保證客戶收到板子的時(shí)候，是一個(gè)完整的長方形。
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“為什么要加工藝邊呢，工廠制作的時(shí)候，應(yīng)該會(huì)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。; O/ f! m, v0 r+ S1 Y
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大師兄沉默了一下，還是給你們講一個(gè)我的故事吧，他的思緒一下子飄到遙遠(yuǎn)的從前。. x! J8 e- ~- W3 F Z* D
, }8 [0 n. r9 m* e3 e那個(gè)時(shí)候大師兄還在設(shè)計(jì)線路板，那個(gè)時(shí)候他也接了一個(gè)高速板，也是按照客戶的要求將板子做個(gè)10度旋轉(zhuǎn)，歷史總是有驚人的相似。
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7 D w- H1 ?* H0 h: v, i. h. B4 j* Q板子為什么要做10度旋轉(zhuǎn)呢。這個(gè)可是小孩沒娘，說起來話長。
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0 @; O% s1 I! \0 ~歸根結(jié)底都是為了避免玻纖效應(yīng)。# A" j" Y2 G. S; h X! p/ O6 a
/ L2 D3 M- z8 e' n# G1 U4 P5 P$ C& qPCB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(xì)。; j- c/ p* w4 s8 t" n
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這個(gè)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(huì)導(dǎo)致板材的介電常數(shù)是不均勻的。走在玻纖的上的信號(hào)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?yàn)榻殡姵?shù)越高信號(hào)傳播速度越慢，介電常數(shù)越低信號(hào)傳播速度越快，差分線由于介電常數(shù)的差異，導(dǎo)致NP之間等長不等時(shí)，這就是玻纖效應(yīng)。
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4 W9 T I, V+ e如下圖設(shè)計(jì)的差分走線，一根走在玻纖上，一根走在開窗上。這個(gè)玻纖效應(yīng)的影響還是很明顯。# u' }5 R- e j! ]7 ?
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$ R# X+ @) }1 I5 nPCB低速的時(shí)候，我們可以忽略掉板材時(shí)間的膨脹和尺寸的收縮，但是高速的時(shí)候就一定不能。玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào)影響體現(xiàn)在阻抗波動(dòng)、差分玻纖效應(yīng)兩個(gè)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(dòng)和玻纖效應(yīng)不同。* ?* t9 T6 G7 l+ h1 }" _3 ~
- y" ~# d$ ]* L, X2 H% d( N大家為了規(guī)避這個(gè)玻纖效應(yīng)，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：8 [4 S( q$ G$ X7 ~ i3 c
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) h1 u# |% k# d" _當(dāng)玻纖的開窗越小，信號(hào)線走在窗口上的部分就更小，玻纖效應(yīng)的影響就更小。. n- X9 {% f# Y! X
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( \+ n2 z3 S3 [) l3 Y# r但是改良布種成本比較高，并且工廠加工也會(huì)有一定的問題。于是大家想到了在設(shè)計(jì)方面改善，比如PCB設(shè)計(jì)圖形旋轉(zhuǎn)是解決玻纖效應(yīng)最直接有效的方法，將板子旋轉(zhuǎn)角度5-10度。) h6 u. A) G1 M" ~: e
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- j- t5 N2 ?0 s* nPCB圖形旋轉(zhuǎn)對(duì)玻纖效應(yīng)的改善。
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7 e6 ~: H1 o7 v3 }. d大師兄講完玻纖效應(yīng)，端起水杯喝了一口水，然后說道當(dāng)我把板子旋轉(zhuǎn)以后，經(jīng)公司內(nèi)部審核無誤后，很快交給客戶，因?yàn)榭蛻粢蓖督o他自己的PCB工廠去制板。
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w% T* h. I% q. h3 r) v7 i* {6 o“后來呢？”林如煙和趙理工齊聲問道。; C. H, e: r) A8 S; A/ c
/ T: u4 F* ^7 F4 B“哎“大師兄嘆了一口氣，停頓一下接著說道。/ g9 Q7 V/ a0 W" G2 }
4 t( G- i3 {7 J/ f“后來客戶的板子沒有跑起來�！�& i" X8 K! x7 p2 j p- ?) A
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“為啥呢”這兩個(gè)活寶又齊聲問道。2 D$ o/ B. g' b" |$ n+ p
B* i1 i9 z' @7 l, S; F“剛開始我也很郁悶，PCB設(shè)計(jì)完全按照客戶的要求，并且內(nèi)部層層審核嚴(yán)格把關(guān)，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(dāng)他們打開工作稿，看到里面的生產(chǎn)圖形時(shí)，差點(diǎn)驚掉下巴，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了問題的所在。PCB的設(shè)計(jì)是沒有問題的,但是……”- s6 K2 i3 D" J x% U, V `* @
& Q. y3 G/ F# ~+ z( C+ Y“大師兄，啥問題呀？”如煙小聲問道。0 ^% D) `- c; `5 Q U$ y9 ~
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“在客戶的工作稿里面，工廠將所有做過10度旋轉(zhuǎn)的板子又全部旋轉(zhuǎn)成正常板子了�！�+ I! U5 g; C( C* y4 A2 e
7 H0 x; g0 W$ u c3 e5 m后來客戶找他們PCB工廠調(diào)查此事，話說工廠有一個(gè)CAM工程師叫牛震天，他做板十幾年，號(hào)稱閱板無數(shù)。/ Q9 p: Z( m% F. p
}! x, [8 P1 m這個(gè)牛震天接到客戶的GERBER文件，打開一看，就驚呼道，這是誰設(shè)計(jì)的板子，設(shè)計(jì)工程師也太LOW了點(diǎn)吧，方方正正的板子，還做個(gè)旋轉(zhuǎn)，這多浪費(fèi)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(zhuǎn)回去，我要給客戶省一筆材料費(fèi)，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。+ w& h5 H, y- i* p: i5 S- w
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牛震天講得確實(shí)有一些道理，板子旋轉(zhuǎn)回去以后，板材的利用率會(huì)上升很多，但工廠只考慮了成本，卻沒有考慮玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào)的影響。2 |1 h f+ J T( j& l# }
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后來我們?yōu)榱朔乐棺隽诵D(zhuǎn)角度的高速板子，再被工廠的CAM工程師旋轉(zhuǎn)回去，我們決定將所有旋轉(zhuǎn)后的板子上都加個(gè)工藝邊，這樣我們收到的板子，就是外形方方正正，旋轉(zhuǎn)的板子嵌在正中間。
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5 K5 j G/ X! O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(zhuǎn)后的PCB加個(gè)工藝邊。如煙你知道怎么做了吧。
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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。3 k9 G6 s- ]3 q- O; @* e* V: G# l; j
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公司年會(huì)的現(xiàn)場發(fā)來通知，要大家趕緊去會(huì)場，年會(huì)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(huì)現(xiàn)場急趕。
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