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只因为把高速PCB旋转了一下,结果地覆天翻……

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edadoc 发表于 2020-1-17 16:05:45 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
一博科技自媒体高速先生原创文|王辉东1 `2 \0 \+ c3 ~- i

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; m  c0 f) g9 t3 Q如果你爱一个人,请让他做高速PCB;如果你恨一个人,也请他做高速PCB。
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刚开始我也很郁闷,PCB设计完全按照客户的要求,并且内部层层审核严格把关,我们把能够想到的问题都排查了一遍,我们配合着客户查了一天又一天,但是依然没有找到板子不良的真正原因。直到有一天,客户要到了工厂的工作稿,当他们打开工作稿,看到里面的生产图形时,差点惊掉下巴,因为他们发现了问题的所在。PCB的设计是没有问题的,但是……+ a/ L2 a  B' t8 p9 G9 v9 t9 I3 x% d
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时光飞逝,光阴似箭。即将过去的一年,就像自己抽的那一根根香烟、瞬间就剩下烟蒂,只留下满层的回忆;也像我们握在手中的细沙,缓缓流下,刹那只剩芳华。
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在线路板行业有一句话叫做:“节前发疯,节后放松。”这是这个行业最真实的写照。春节就要到了,年会就要开了,但大家手中的设计项目却越做越多,个个是加急,十万火急。7 L; X8 V/ R* ]4 q2 j

% [; p3 K$ d. l- [) m2 @林如烟在元旦前接了一款高速pcb设计项目,要赶在公司年会前投板。她加班加点,昼夜急赶。这不公司下午就要开年会了,她还在做投板前的最后检查。DRC、反焊盘、叠层阻抗加背钻,全都小心翼翼的看了个遍,按照客户的要求,还把板子做了个10度旋转,完美,投板。/ W( {5 w3 t( C& f" x

# c1 E& E, n# p0 b4 N) x大师兄,收到如烟的板子,瞪大眼睛,仔细查看。边看边不住的点头夸赞,如烟,这板子设计的不错,有大师风范,很完美,能赶上年会看节目、吃饭、中大奖。
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大师兄夸得林如烟很开心,她笑的山花烂漫,多日来的劳累,一扫而光,云消雾散。白净的脸上一抹红霞飞起,着实好看。
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; ~, A: w4 |; b1 u突然大师兄停下手中的活儿,说如烟这个拼板要加个工艺边,把板子嵌在中间,保证客户收到板子的时候,是一个完整的长方形。
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“为什么要加工艺边呢,工厂制作的时候,应该会加吧。”旁边的赵理工伸长脖子说道,林如烟也是瞪着水汪汪的大眼睛,看着大师兄,眼睛里写满了疑惑。
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大师兄沉默了一下,还是给你们讲一个我的故事吧,他的思绪一下子飘到遥远的从前。8 f6 S! Q' e" w

" f% T! H0 j* ^/ h2 ^0 I# Q2 L* n那个时候大师兄还在设计线路板,那个时候他也接了一个高速板,也是按照客户的要求将板子做个10度旋转,历史总是有惊人的相似。
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板子为什么要做10度旋转呢。这个可是小孩没娘,说起来话长。
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归根结底都是为了避免玻纤效应。
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PCB常用的原材料是FR4覆铜板,它通常是由玻纤布加树脂,外面贴着两张铜箔组成,记得以前高速先生有过一篇文章叫做《PCB的筋骨皮》,里面讲解的很详细。( u% G' y) V+ r. L1 g* e
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这个玻纤布的介电常数约为6.7,树脂的介电常数约为3.2,这就会导致板材的介电常数是不均匀的。走在玻纤的上的信号线感受到的介电常数比较大,而走在窗口上的走线感受到的介电常数比较小。因为介电常数越高信号传播速度越慢,介电常数越低信号传播速度越快,差分线由于介电常数的差异,导致NP之间等长不等时,这就是玻纤效应。0 z* R* w6 @7 u( E3 L- A/ u

$ B) X9 y1 e& J4 e! {% W如下图设计的差分走线,一根走在玻纤上,一根走在开窗上。这个玻纤效应的影响还是很明显。3 e* S* R' L/ s- U8 L

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PCB低速的时候,我们可以忽略掉板材时间的膨胀和尺寸的收缩,但是高速的时候就一定不能。玻纤效应对信号影响体现在阻抗波动、差分玻纤效应两个方面;不同规格玻纤布玻纤束宽度、厚度、缝隙不同,引起的阻抗波动和玻纤效应不同。
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/ K7 j5 g% N: M! \7 S3 o  h9 i# \大家为了规避这个玻纤效应,想了很多办法,比如改良我们的玻纤布种,于是有了开纤布和扁平布。如下图所示:9 Z8 l# ?& K1 m2 G3 I# T# w9 O
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当玻纤的开窗越小,信号线走在窗口上的部分就更小,玻纤效应的影响就更小。0 P& `* I! K9 c# W. ]/ v
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& ]" D- Y0 v1 w/ _0 f) b* E0 t& {但是改良布种成本比较高,并且工厂加工也会有一定的问题。于是大家想到了在设计方面改善,比如PCB设计图形旋转是解决玻纤效应最直接有效的方法,将板子旋转角度5-10度。6 z$ Y3 x0 v- V- b  I) l% T
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. z! s' Z- t2 E* C  Q. WPCB图形旋转对玻纤效应的改善。  `: ~% m+ ^/ D5 }  y

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大师兄讲完玻纤效应,端起水杯喝了一口水,然后说道当我把板子旋转以后,经公司内部审核无误后,很快交给客户,因为客户要着急投给他自己的PCB工厂去制板。" T, n+ i7 {# Z
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“后来呢?”林如烟和赵理工齐声问道。) L, M: x: g4 k0 p5 j- B
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“哎“大师兄叹了一口气,停顿一下接着说道。( }  R# }0 x) d  r0 j6 S. l! j( N
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“后来客户的板子没有跑起来。”
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“为啥呢”这两个活宝又齐声问道。, n, w; K! m9 `+ g- l

7 ^1 r+ ]) [% s  @“刚开始我也很郁闷,PCB设计完全按照客户的要求,并且内部层层审核严格把关,我们把能够想到的问题都排查了一遍,我们配合着客户查了一天又一天,但是依然没有找到板子不良的真正原因。直到有一天,客户要到了工厂的工作稿,当他们打开工作稿,看到里面的生产图形时,差点惊掉下巴,因为他们发现了问题的所在。PCB的设计是没有问题的,但是……”
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“大师兄,啥问题呀?”如烟小声问道。
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“在客户的工作稿里面,工厂将所有做过10度旋转的板子又全部旋转成正常板子了。”
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后来客户找他们PCB工厂调查此事,话说工厂有一个CAM工程师叫牛震天,他做板十几年,号称阅板无数。
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1 g8 [5 T6 v( o: }) P这个牛震天接到客户的GERBER文件,打开一看,就惊呼道,这是谁设计的板子,设计工程师也太LOW了点吧,方方正正的板子,还做个旋转,这多浪费材料的利用率,土豪也不能这样干,老夫做板十几年,从来没有见过这种异常,我要给它旋转回去,我要给客户省一笔材料费,我要让客户乐上天。说完他双手充满真气,上下翻飞,电光火石间,就将板子旋回原形,开始了后面的工程制作,直到板子上线。. ]6 I/ t8 |, ]8 ?; t
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牛震天讲得确实有一些道理,板子旋转回去以后,板材的利用率会上升很多,但工厂只考虑了成本,却没有考虑玻纤效应对信号的影响。- e* V. c# k0 J; y" e' ^
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8 |9 m! l, ?5 X8 U$ \, w后来我们为了防止做了旋转角度的高速板子,再被工厂的CAM工程师旋转回去,我们决定将所有旋转后的板子上都加个工艺边,这样我们收到的板子,就是外形方方正正,旋转的板子嵌在正中间。) B* p) M1 @0 \9 ?
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' `4 o/ W8 f+ w" ^大师兄说只要想起这一生中最后悔的事,梅花便落满了南山,要注意给旋转后的PCB加个工艺边。如烟你知道怎么做了吧。
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! H) J: m$ `- I6 n. j# |林如烟闻听此言,默默回到了座位上,去给板子加上工艺边了。
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公司年会的现场发来通知,要大家赶紧去会场,年会马上要开始了,赵理工拉起了林如烟,在绚烂的晚霞里向年会现场急赶。$ [. F8 O7 l9 Y; L* K+ I+ x9 {

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