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關(guān)于很多人問(wèn)軟板能不能跑高速這個(gè)問(wèn)題...

2023-05-05 04:31

大多數(shù)朋友都很想知道的一個(gè)問(wèn)題:

PCB硬板上能跑多高的速率:10Gbps,25Gbps,56Gbps甚至112Gbps都行!

PCB軟板上能跑多高的速率:呃……

  是的,在硬板和軟板的應(yīng)用中,可能更多朋友關(guān)注的是硬板的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,而且這些年高速先生已經(jīng)成功把硬板的高速信號(hào)速率從10G提高到目前的112G的設(shè)計(jì)了。與之對(duì)比,高速先生在軟板上的文章相對(duì)比較少哈,當(dāng)然這也是行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用環(huán)境和比例是有關(guān)的。不過(guò)隨著這些年大家的應(yīng)用環(huán)境發(fā)生一些改變后,應(yīng)用到軟板來(lái)傳輸高速數(shù)字信號(hào)的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越多。有非常多的朋友在我們的研討會(huì)或者展會(huì)上看到我們展示的一些軟硬結(jié)合板的設(shè)計(jì),都忍不住會(huì)問(wèn)軟板能傳輸多高的速率呢?高速先生一度也沒(méi)有一個(gè)很肯定的答案回答大家,于是高速先生自己做了一塊軟硬結(jié)合板來(lái)看看到底高速信號(hào)軟板上的性能是怎么樣的。

  但是,循例我們是應(yīng)該介紹下軟板的一些知識(shí)哈,先說(shuō)一些比較正經(jīng)的介紹。軟硬結(jié)合板,又叫Rigid-FlexBoard,是軟板(FPC)技術(shù)和傳統(tǒng)的硬板相結(jié)合的產(chǎn)物。它具有軟板的撓性,可彎折的靈活特性,同時(shí)又有硬板的剛性區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的貼裝。對(duì)節(jié)省產(chǎn)品內(nèi)部空間,減少成品體積,提高產(chǎn)品性能有很大的幫助。

 

  最開(kāi)始的軟硬結(jié)合板結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,軟板區(qū)域?qū)訑?shù)不多,硬板區(qū)域的層數(shù)相對(duì)也比較一致。隨著產(chǎn)品功能越來(lái)越復(fù)雜,軟硬結(jié)合板的設(shè)計(jì)要求也日趨復(fù)雜,軟板區(qū)域的層數(shù)開(kāi)始增加,硬板區(qū)域的層數(shù)也變得不固定,在設(shè)計(jì)中對(duì)于高可靠性軟硬板,結(jié)構(gòu)首選結(jié)構(gòu)1和結(jié)構(gòu)2;有阻抗屏蔽要求時(shí)選擇結(jié)構(gòu)3;高密度需求,選用結(jié)構(gòu)4;軟板有插拔金手指,選用結(jié)構(gòu)5;雙面軟硬結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)6(不推薦);特定安裝需求可選擇結(jié)構(gòu)7、結(jié)構(gòu)8。

  當(dāng)然還有很多和工藝相關(guān)的知識(shí),篇幅關(guān)系,這里就不一一介紹了,以后有機(jī)會(huì)我們專(zhuān)門(mén)來(lái)講哈,本文我們還是聚焦到SI的性能上面去!

 

 

  我們測(cè)試這根軟板走線的損耗,發(fā)現(xiàn)在我們所測(cè)試到的20GHz的頻段內(nèi),整根走線都非常的線性,從線性度來(lái)看基本上和在硬板上的信號(hào)沒(méi)啥區(qū)別,而損耗對(duì)于這個(gè)長(zhǎng)度而且也是很好的情況。

 

  當(dāng)然前面說(shuō)了,這個(gè)是在實(shí)心銅情況下的軟板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所謂實(shí)心銅,也就是說(shuō)在大規(guī)模鋪銅的地方,例如地平面是和硬板的做法是一樣的,鋪滿實(shí)心的銅皮。但是從使用性來(lái)說(shuō),對(duì)于軟板是不利的,因?yàn)殂~的占比越多,彎折性就越差。于是,為了向軟板的彎折性妥協(xié),行業(yè)內(nèi)就研究出了另外一種做法,也就是網(wǎng)格銅的軟板結(jié)構(gòu),就像我們測(cè)試板的這根走線一樣。

 

  沒(méi)錯(cuò),你們從圖上看到的地平面的洞洞就是沒(méi)有銅的,我們這塊測(cè)試板做的是20mil*20mil的網(wǎng)格銅,這種網(wǎng)格銅先不說(shuō)SI性能,從彎折性來(lái)說(shuō)的話是有了明顯的改善,在我們研討會(huì)或者展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的朋友都親身試過(guò),的確柔軟了不少。

 

  但是柔軟歸柔軟,從我們SI的一些理論來(lái)分析,它必然會(huì)對(duì)我們高速信號(hào)的性能帶來(lái)一定的影響。因?yàn)檫@就會(huì)導(dǎo)致這根走線的參考平面不完整,阻抗會(huì)持續(xù)的發(fā)生突變,看起來(lái)都不滿足高速信號(hào)要保證參考平面完整的這一條最基本的原則。但是大家也不會(huì)太灰心,因?yàn)閺乃臏y(cè)試結(jié)果來(lái)看,也沒(méi)有差到一個(gè)朋友都沒(méi)有的地步哈。至少在10GHz以內(nèi)也還是非常的線性的,損耗也沒(méi)有明顯的變差。

 

  所以說(shuō)軟板這一塊也還是能應(yīng)用在高速信號(hào)的,基本上走到10Gbps的信號(hào)都沒(méi)有任何問(wèn)題的。如果在設(shè)計(jì)上再把握得好一點(diǎn)的話,我相信有可能直接升上25Gbps哈!不過(guò)軟板的設(shè)計(jì)還是會(huì)有很多影響的因素,例如加工誤差因素,軟硬交界位置的設(shè)計(jì)難度,還是使用的因素,都會(huì)導(dǎo)致軟板的一些不穩(wěn)定性,因此大家在使用軟板方案之前還是需要好好的規(guī)劃哦!

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