所謂玻纖效應，是指構成PCB介質(zhì)層的增強材料——玻璃纖維束網(wǎng)狀結構之間的間隙引起介質(zhì)層的相對介電常數(shù)局部變化的現(xiàn)象。玻纖效應的發(fā)現(xiàn)史反映了信號速率的不斷提升。 PCB的介質(zhì)層一般由玻纖布和樹脂組成，玻纖布的玻璃纖維束空隙填充樹脂，由于玻纖布和樹脂的介電常數(shù)相差較大（玻纖布一般在6左右，樹脂是2.5），在靠近玻纖的走線上信號感受到的介電常數(shù)較大，而在玻纖束之間窗口區(qū)域走線的信號感受到的介電常數(shù)較小，從而導致了玻纖效應。 早期的低速信號是一幫皮糙肉厚的24K純爺們兒，對走線的唯一要求就是連通，至于介質(zhì)層用什么樣的玻纖布完全不在意，這些神經(jīng)大條的信號對于各種型號的玻纖布照單全收，間隙再大都能安之若素，就像三伏天里躺在冰涼順滑的竹席上。 隨著信號速率的提高，糙老爺們兒進化成了精致的豬豬男孩，對介質(zhì)均勻性的要求也越來越高，于是對玻纖效應的影響越發(fā)難以忍受，順滑的涼席變成了犬牙交錯的藤條，令人如坐針氈。 玻纖效應對高速信號的影響主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面會引起走線阻抗的周期性波動；另一方面，會導致差分走線P和N之間的Skew，也就是說經(jīng)過精心處理的P和N走線即便達到等長，可能仍然會因為玻纖效應而無法避免時延的偏差，哀莫大于“等長不等時”。 玻纖效應不容忽視，怎么破？套用孫燕姿《神奇》的歌詞：“板材換換換，走線轉轉轉，結果好神奇”，總結起來有“三板斧”，一是板材優(yōu)化，二是設計優(yōu)化，三是制板優(yōu)化。 第一板斧，板材優(yōu)化。可以從三個方面考慮：首先，可以選擇扁平開纖布，隨著玻纖效應的日益凸顯，扁平開纖布應運而生，它的特點有兩個：一是“開纖”，二是“扁平”，翻譯成人話就是要把玻纖砸散、錘扁，使玻纖的表面積增大，增加與樹脂的接觸面積，同時提高平整度，最終的目的就是減小玻纖布的經(jīng)紗束與緯紗束之間的窗口。 其次，疊層設計階段可以考慮在介質(zhì)層疊兩張PP，從統(tǒng)計學的角度分析，這樣也可以覆蓋大部分的窗口，減小玻纖效應的影響。最后，我們還可以選用高等級的材料，因為板材的等級越高，Dk值越小（主要是因為玻纖布的Dk做得小），玻纖布與樹脂的Dk越接近，窗口處的Dk波動隨之減弱。這三種不同的方法有個共同的缺點，就是都會增加選材成本。 第二板斧，設計優(yōu)化。在PCB設計階段，按照一定的角度走線或者考慮Intel推薦的Zig-zag走線。由于玻纖布的經(jīng)紗和緯紗是按橫經(jīng)豎緯的方向垂直交織的，因此這兩個方向的走線受玻纖效應的影響最大，如果走線能相對于玻纖束偏移一定的角度，就可以減小玻纖效應的影響，方法有兩個：一是按一定的角度走線，再者就是旋轉器件。缺點是會增加布局、布線的空間要求，同時也有可能增加走線的損耗，需要權衡取舍。 實在不行，還有第三板斧，制板優(yōu)化。就是在制板階段將板料旋轉一定的角度，這個方法的效果其實與特殊角度走線是一樣的，目的都是為了讓走線避開經(jīng)紗、緯紗的方向。旋轉板料的缺點是會降低板材利用率，而且和特定角度走線的設計同時使用時，切記要避免旋轉之后角度抵消的悲劇發(fā)生。 總之，按照高速先生一貫的觀點，高速信號的優(yōu)化是需要成本的，要么板材的成本，要么設計的成本，要么加工的成本。但是，一提成本，大家都有壓力，既然談錢傷感情，那就要根據(jù)實際情況“只選對的，不選貴的”。 本文轉載自： 免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯(lián)系小編進行處理。 (mbbeetchina)