高速先生成員--黃剛
沒錯,還是講過孔,話題永遠都講不完的過孔。每年都有不少會仿真的粉絲問我們,為什么他們自己仿真的結果和測試差那么遠呢?由于缺乏一些觀測加工后過孔真實情況的手段,一直也只能停留在懷疑加工問題的層面上,但是又不知道是哪個細節的參數影響最大,整個人相當惆悵,想改板都不知道怎么改。
不過今天除了繼續講仿真之外,我們講點新的內容,那就是加工。大家都知道,我們去年年底投產了一個全新的PCB板廠,經過半年多的運行,板廠的同事都自信加工出來的效果杠杠的。那作為負責公司高新技術的開發團隊,高速先生自然不會放過這個千載難逢的機會,同時也出于驗證板廠加工能力的目的,于是在設計好一些DUT(通俗來講就是待測物啦)之后,就直接在我們新板廠去加工。本著要么不搞,一搞就要搞波大的宗旨,我們直接做了個行業頂流的M8級別板材測試,而且還是個灰常的高多層,厚度直接達到4mm的測試板。以至于連板廠都問我們為啥要那么大膽?。恳驗槲覀兿腧炞C高速過孔性能的最大加工殺手,那就是過孔stub到底能在厚板的情況下保證幾個mil……
是啊,為什么要做那么厚,又要做那么多層呢?主要是兩個原因啦,一是目前我們很多交換機服務器產品的板厚都的確有做到了4mm,我們也希望結合項目的實際情況,看看4mm的板厚過孔性能是怎么樣。另外一個原因嘛,就是高速先生去調研一些國內主要板廠的過孔背鉆精度,發現批量加工的能力居然比高速先生預想的要差,就像下面這個表格展示,幫大家解讀一下,那就是4mm左右的板子,板廠能保證的過孔stub僅僅只是14mil,更別指望批量能力做到8mil甚至更小了!
設計投板到我們新板廠不到2周,高速先生就拿到了做出來的板子了。在其中某一個區域里,高速先生就做了關于不同過孔出線層加背鉆的DUT,從最靠上的L4層一直往下,到最下面的L26層,然后去看看背鉆后的能力到底怎么樣。
那怎么看呢?當然是切片看了,這對于板廠來說肯定是必備手段了。高速先生最關注的就是最靠上的L4層走線的stub情況。于是就在上面的圖片標記了讓板廠切片的位置,大家可以放大圖片看看上面黑色的標記哈!很快,高速先生就拿到了L4層過孔位置的切片數據,如下所示:
這圖片到底該怎么看啊?首先你要做的是倒著看,因為下面才是TOP層,越往上看是越靠下的層哈。左邊的那張標記的數據主要包括了過孔的孔徑,焊盤大小,反焊盤大小等參數。右面那張才是我們今天關注的重點,過孔stub的數據。時間關系,高速先生已經用紅色框框很貼心的給大家標出來了。對,99到104um,4mil左右的樣子……
有點意思了,4mm左右的板厚,這個背鉆深度超過3.5mm,居然能做到4mil左右的過孔stub。其實懂高速設計和仿真的粉絲都知道是什么概念。當然為了其他一些可能不搞仿真的朋友更直觀的理解4mil的意義。我們對這個板子的過孔進行3D建模,來看看在不同的過孔stub情況下的性能表現,分別掃描從4mil到16mil,每隔4mil的情況下的結果。
大家知道過孔stub多幾個mil能影響多大嗎?當然這樣問粉絲們又要反駁我了,影響程度肯定是和頻率有關系啊,頻率越高影響越大。非常非常正確的萬能答案,那到底影響多大嘛?算了算了,直接看就這一個過孔的衰減仿真結果吧。
然后大家就會驚喜的發現,在高頻的時候真簡直了!4mil的stub長度在高頻也就0.6dB的樣子,但是去到16mil的stub長度時,衰減直接超過6dB。也不是很大了,也就10倍衰減多點……
當然,從TDR阻抗這個角度來看,也是能清晰的看到stub對過孔阻抗的影響,stub越長,過孔的阻抗也越低。
不知道在座各位仿真小能手都是用多少mil的stub來進行仿真的哈?高速先生只能很負責任的和大家說:仿真的stub越短,心理落差越大,哈哈哈……
本來仿真預期是0.6dB,加工出來給我干到6dB去了。相信換了誰都很難接受吧,再搞下去,估計去做仿真都做到EMO了。的確,高速先生在很多粉絲見面會(研討會)上都強調過過孔stub絕對堪稱信號的頭號殺手,也經常分享過孔stub對產品的危害,導致高速鏈路無法link等案例,除了前提的精確的仿真外,一個好的板廠對高速產品板的成敗同樣有著決定性的意義。不說了哈,高速先生看到這個板子加工得那么好,趕緊去看看其他DUT是不是同樣達到了我們的仿真預期哈,有機會再和大家分享其他數據啦!
問題:除了過孔stub外,大家還能列舉板廠其他影響比較大的PCB加工誤差嗎?
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一博科技成立于2003年3月,深圳創業板上市公司,股票代碼: 301366,專注于高速PCB設計、SI/PI仿真分析等技術服務,并為研發樣機及批量生產提供高品質、短交期的PCB制板與PCBA生產服務。致力于打造一流的硬件創新平臺,加快電子產品的硬件創新進程,提升產品質量。
審核編輯 黃宇
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