高速板材实例.doc

高速板材选择实例选择合适的板材主要有如下的考虑：可制造性；与产品匹配的各种性能(电气、稳定性等)；材料的可及时获得性/timeToMarket；成本因素/Cost；法律法规的适用性等；常用的高速板材有如下一些：2) "RogersR04003/R03003/R04350(PTFE)等Tuc862/872SLK/872SLK-SP/883/933等PanasonicMegtron4/Megtron6等lsolaFR408HR等Park-NelcoN4000-13,N4000-13EPSI等ITEQIT180、IT200等当然还有很多其他的板材，在此就不一一举例了，每种材料都有各自的优缺点，由于篇幅有限也不在此讨论各种材料的优缺点了上面的Tuc862严格意义上来说并不算高速板材，只是它的参数介于低损耗和普通损耗之间，而价格和普通损耗的材料差异不大，被很多主流公司用来作为降成本的一种方案如下是一个简单的板材选择案例，需满足以下的一些基本需求：高速信号部分有12.5GbpsInterlaken信号、QPI、PCIE3和10.3125Gbps到光口信号；；差分信号阻抗控制有85ohm高速信号损耗要求：-0.8dB/inch@4GHz,-1.6dB/inch@8GHz90ohm和100ohm（线宽、线间距固定）;4通道DDR4信号；小电压大电流的电源较多，其中0.9V电源最大电流80A；板厚小于2.8mm，6万多Pin的板需要在2个月内完成设计并制板且保证性能。

时间紧迫，第一步就是要先确定使用什么材料才能确定叠层，选择材料的第一原则当然是性价比及交期的考量我们如果选择普通的板材，Dk/Df为4.2/0.022时仿真的损耗结果如下图所示图21从图21可知用普通材料损耗已经超岀了标准,需要用比普通损耗级别更低的中、低损耗材料才能满足要求了上面提到过Tu862中损耗材料，从损耗角度来看应该是可以满足要求，但还要看是否能满足阻抗要求，下面图22为阻抗计算的结果4.2/10=^IrLVK/!I100tJK?!21fAUHWJIT・vHi■■■w・hMl|*M«47iexBir4'EriH4MHIJiHMtf-■1WflAStfi14«»0■'[丄5I4ttfefiS1JBOM7厂应arkHU1Jia<1|1AD9M2]EMirISe®|hssri|~"吟*>*14W1|««ra>u1.1iOOi*毗的*fib*却知胡费需幽晔¥ifM5ZLi与扣lil沖右，漁护盍比曲士IidTK?tt4舌ySMItSMVMHmSM冃标駅航如下i脳dW卜rm*p*dpi1n»*I^B.Miai■Mw*-*■Mila[ifer~T5^Hl-1IMDlJE>7|斗律口wjtlMHH打w■■:1JEED11厂■tab'即T11t冲I石#TX・■■一hi—i.i.'»■■W.11*giin(Si@j广i"刖I*li'UnGM0Q>|«iiMi「mdCnI~mrof^^=I-*™[~OJIKI-I~~4-S9II"""T?"™^|4L^bm|iJdejdroiratJriikXEiI«mjU"■!fiUCIJ\B-lAi.THfi-ST3W^,碍■泗低曲渦富姑卡图22由上面计算结果可知，虽然Tu862从损耗角度能满足要求，但本案例为了满足交期已经的特性及交期考虑，我们选择了Tu872slksp(Dk/Df为3.5/0.008,交期正常为2周，其他高速板材正常交期大于2周)，重新计算阻抗及损耗结果如下图23和图24所示。

5rnil»1ASQWttilILhtiIUfrUI:4J/10rr.lLt'.<■：/!.be•JL站lMWStJII4k：Kl1lAH詢知l:A75pT.j..乍"』fWt|a>E.mW3If1Wwi■■五玄云也”目rmiiu殆mnrpjp•浄0冈少并和：阔姚itnmi下-frvi13buMJ1rarwMI广aikuu1i*hui>|r-r'wxii11r"BTijmii{Hi图23图24），最至此，在满足阻抗和损耗要求、叠层及可加工性后，最终的材料可以确定了，在设计初步定稿后，我们提前通知板厂备料（因为交期和库存原因一般高速板材都需要提前通知备料的终在规定的时间内完成了设计及制板，目前已经全部调试通过4.结论在实际的工程操作中，高速板材的选择看似简单但需要考虑的因素还是非常多的，通过本文的介绍，作为PCB设计工程师或者项目负责人，如果对板材的特性及选择有一定的了解，那么无疑就是对项目的把控如虎添翼下面是一些针对高速板材选择的建议：1）了解板材属性2）使用合适板材搭建合理层叠3）通知板厂提前备料，并确认叠层的可实现性4）当信号速率高，走线长，对损耗有要求的设计，使用普通材料已经没有裕量或者裕量不多时，请考虑选择高速板材5）闭环验证最后，使用高速板材（高速设计）需要考虑的因素总结如下：1）低损耗、耐CAF/耐热性及机械韧（粘）性（可靠性好）2）稳定的Dk/Df参数（随频率及环境变化系数小）3）材料厚度及胶含量公差小（阻抗控制好）4）低铜箔表面粗糙度（减小损耗）5）尽量选择平整开窗小的玻纤布（减小skew和损耗）6）用一般的制程即可加工（加工性好）7）材料可及时获得性8）环保要求以上的结论为一般的通用建议，具体情况需要具体分析，针对不同设计需要不同的材料，在高速设计里不能一概而论，除了靠经验之外，仿真也能帮助我们更精确的判断设计需要具体哪种材料。