不懂就問,混壓板上的走線損耗該怎么算???
發(fā)布時間:2023-09-04 15:30
高速先生成員--黃剛
一個關(guān)于傳輸線損耗很簡單的理論就是,使用的板材的損耗因子(俗稱DF)越小,傳輸線的損耗也就越小。我們通常也就是按照DF來對板材進行分類,例如DF大于0.02的板材,我們一般叫普通板材,例如普通FR4板材;DF在0.01左右的,我們叫低損耗板材;DF在0.005的,我們叫超低損耗板材。沒辦法,現(xiàn)在的板材廠商更新?lián)Q代得越來越快,DF從0.005的級別已經(jīng)逐漸降到了0.002,于是我們就祭出了各種“極限”稱呼,例如叫ultra-超低損耗板材。
這篇文章的來源也是比較偶然,是來自我們公司設(shè)計部同事Owen向高速先生Chris問的一個關(guān)于具體項目的技術(shù)問題。他的問題就是和摘要一樣,如果表層的走線到參考層穿過了高速板材和普通板材兩種介質(zhì),那么最終參考到L3層上面的普通板材之后,是不是損耗就變成了普通板材的損耗了?
不知道粉絲們是怎么想的,Owen的擔(dān)心的確是有道理的,表層的走線參考L3層,最后到達L3后參考平面的時候,最后接觸到的是普通板材,這樣是不是損耗主要就是按照普通板材來呈現(xiàn)了呢?
可能會有部分人會同意這個觀點哈,但是Chris卻有自己的看法,于是繼續(xù)和Owen的對話。
是的,Chris的觀點是比單純用普通板材的損耗要有優(yōu)勢,但是肯定是達不到純用羅杰斯這個超低損耗板材的性能了。當(dāng)然Chris也不想說說而已,然后就答應(yīng)了Owen有空去量化下!
那Chris要怎么驗證呢?其實也很簡單,只要對比下這三種case就好了。
說干就說,于是Chris就打開了3D建模軟件去進行以上三種case的建模,傳輸線走線長度為500mil左右,前提肯定是要保證線寬是一樣的,不然就會多出線寬導(dǎo)致的損耗差異。第一步就是要量化出純普通FR4板材和純羅杰斯板材這兩個case的損耗差異。
上面兩者模型建完之后,唰一聲就跑出來,很快就得出了損耗結(jié)果,拉在一起進行對比大概差異是這樣的!我們mark一個10GHz頻點的損耗,可以看到,純羅杰斯板材的優(yōu)勢還是很明顯的,還不到普通FR4板材的一半。
那么Owen擔(dān)心的模型來了,如果是L1到L2層是羅杰斯板材,L2到L3層是普通FR4板材時,到底同一根走線的損耗會是怎么樣的呢?
Chris于是建了第三個case的模型,如下所示:
就是兩種板材混壓的模型,我們來看看這個case的損耗情況,到底這個case的損耗是怎么樣的呢?這次不強行增加懸念了,直接跑出來結(jié)果并和上面兩種case的損耗擺在一起來對比,就是下面這樣!
好家伙!竟然又被Chris“蒙對了”,兩種板材混壓之后,傳輸線的損耗會介于兩者中間,原因也很簡單,表層走線和L3層參考平面這個信號地的組合其實中間就是靠電磁場在里面運轉(zhuǎn)來維系的,那么電磁場的路徑就是既走了普通板材區(qū)域,也走了高頻板材的區(qū)域,自然損耗就是介于兩者之間了。放心哈,高速板材還是沒有白用的哈,只是打了個骨折而已啦!Chris還沒來得及告訴Owen,文章就發(fā)出去了哈,希望他能看到哦!