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公眾號(hào) | 高速先生,作者 | 王輝東
“三面青山一面湖，無(wú)盡煙波畫(huà)舫浮。”說(shuō)的是巢湖，到了合肥怎能不去巢湖看看呢。
周末休息，大剛說(shuō)我開(kāi)車(chē)，小胡（麗華）說(shuō)我也去。
大剛說(shuō)走就走，秒開(kāi)車(chē)，不停留。
我們驅(qū)車(chē)向東南方向出發(fā)。
環(huán)湖公路風(fēng)景秀麗，一路歡聲笑語(yǔ)。
正行之間，忽聽(tīng)電話鈴聲響起。
小胡華麗麗的拿起手機(jī)。
客戶(hù)說(shuō)他們線路板廠發(fā)過(guò)來(lái)個(gè)工程確認(rèn)，其中有個(gè)高速PCB的層疊幫忙確認(rèn)下。
猛一看，感覺(jué)工廠的層疊設(shè)計(jì)合情合理，但是仔細(xì)一看，感覺(jué)少了點(diǎn)東西，小胡除了看到各層銅厚的數(shù)據(jù)，沒(méi)有找到銅箔類(lèi)型的信息。
這種看似合理的層疊確認(rèn)背后，隱藏著什么秘密。
小胡是東瞅瞅，西望望，怎么不見(jiàn)銅箔類(lèi)型，找的好心慌。
小胡說(shuō)讓客戶(hù)再和工廠確認(rèn)下，為什么不寫(xiě)銅箔類(lèi)型。
PCB設(shè)計(jì)時(shí)明明有銅箔類(lèi)型的要求。
PCB設(shè)計(jì)要求用松下M6G的材料，內(nèi)層用HVLP銅箔。
工程確認(rèn)不寫(xiě)銅厚信息有哪些問(wèn)題呢，這還要從銅箔類(lèi)型說(shuō)起。
高速PCB的銅箔類(lèi)型介紹：
我們高速pcb層疊設(shè)計(jì)時(shí)，常用銅箔有如下幾種，HTE RTF 和HVLP。
松下M6G的材料手冊(cè)上明確標(biāo)示，有兩種銅箔類(lèi)型，你是否有注意到。
為此大師兄專(zhuān)門(mén)找了松下的華總確認(rèn)過(guò)，松下和我們是戰(zhàn)略合作。
松下第一時(shí)間提供了不同銅箔類(lèi)型的損耗對(duì)比資料。
由于信號(hào)在頻率越來(lái)越高的情況下，電流在傳輸路徑上會(huì)重新調(diào)整分布，沿著最小電阻的路徑去傳輸。
當(dāng)信號(hào)的頻率較越來(lái)越高時(shí)，信號(hào)都會(huì)趨向于導(dǎo)體的表面?zhèn)鬟f。這樣就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)流過(guò)導(dǎo)體的相對(duì)有效面積變小，從電阻的角度來(lái)分析，這就會(huì)導(dǎo)致電阻增加，導(dǎo)致傳遞能量的損失。?電流大量聚集在導(dǎo)體的表面上，越往導(dǎo)體中心電流越小，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“趨膚效應(yīng)”。
如果導(dǎo)體表面粗糙度大于趨膚深度時(shí)，信號(hào)傳輸僅在粗糙度的厚度范圍內(nèi)進(jìn)行，使傳輸信號(hào)的駐波、反射越來(lái)越嚴(yán)重，并導(dǎo)致信號(hào)傳輸路徑變長(zhǎng)，增加傳輸損耗。信號(hào)在導(dǎo)體表面粗糙度低于趨膚深度時(shí)，傳輸路徑短，降低傳輸損耗。因此，導(dǎo)體銅箔粗糙度越低，制作出的PCB產(chǎn)品插入損耗（傳輸損耗）越低。
當(dāng)信號(hào)沿著傳輸線傳播時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的趨膚效應(yīng)和電離損耗。下圖是兩種銅箔類(lèi)型和插損的對(duì)比。
高速先生Chris曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)很有意思的測(cè)試，在同一個(gè)疊層且線寬等條件都不變的情況下，實(shí)測(cè)出了RTF 銅箔和 HVLP銅箔之間的差異。
由于趨膚效應(yīng)的存在，高速PCB如果繼續(xù)使用常規(guī)銅箔，其結(jié)果是：隨信號(hào)傳輸頻率增加，趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的信號(hào)“失真”愈發(fā)嚴(yán)重。因此，當(dāng)前的高速材料上低粗糙度銅箔的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
頻率越高、波長(zhǎng)越短，信號(hào)在導(dǎo)體間行進(jìn)，將只集中在導(dǎo)體的表面。表面粗糙度越平坦對(duì)信號(hào)傳輸越有利。PCB層間的附著力強(qiáng)度，受導(dǎo)體表面粗糙度影響。但是導(dǎo)體表面粗糙度越高，樹(shù)脂與導(dǎo)體接觸面積越大，附著力隨之增加，這就是生產(chǎn)與設(shè)計(jì)的矛盾。
關(guān)于不同粗糙度銅箔對(duì)高速PCB信號(hào)的影響，小胡那是體會(huì)最深。
她說(shuō)走巢湖環(huán)湖公路6公里，一路平坦道路開(kāi)闊，開(kāi)車(chē)那是刷刷而過(guò)，到了湖邊也是6公里，一路坑坑洼洼，那速度就是龜速，路程一樣，用時(shí)差很多，到達(dá)時(shí)間也差了很多，一目了然。
后來(lái)客戶(hù)電話打了過(guò)來(lái)，告訴小胡，工廠說(shuō)不寫(xiě)銅箔類(lèi)型，他們?cè)谏a(chǎn)時(shí)多一種選擇。
小胡一時(shí)凝噎……
麗華喝了一口酒，滿(mǎn)眼淚痕和溫柔，老王說(shuō)喝完這一杯，我們?nèi)ズ舆呑咭蛔摺?/p>
細(xì)節(jié)經(jīng)不起推敲，高速PCB的銅箔類(lèi)型還請(qǐng)PCB工廠大方的展示出來(lái)，不要藏著掖著。
建議按下面的層疊設(shè)計(jì)來(lái)確認(rèn)工程。
所以有的工廠說(shuō)這是多一種考慮，這樣做真的好嗎，你能接受嗎。
振河塔，高聳入云，說(shuō)著這世間的正道和陽(yáng)剛。
另外說(shuō)了這么多，忘記告訴大家一件事，RTF和HVLP銅箔在高速PCB層疊設(shè)計(jì)上，不但損耗有差異，價(jià)格上也有很大的不同，哪個(gè)更貴，朋友你知道嗎。
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