軟板當(dāng)然可以彎折啊，只是容易彎出問題而已
發(fā)布時間：2023-11-13 14:10
高速先生成員：黃剛
每次在介紹具體案例之前，都還是先鋪墊下基礎(chǔ)知識吧。今天講的是一個軟板的案例，我們循例先介紹下軟板的概念。相信大多數(shù)的硬件工程師，PCB設(shè)計工程師或者測試工程師都見過，就是像下面的這些了。
它作為產(chǎn)品來使用的話概括起來有以下幾個特點：
?1 可自由彎曲、折疊、卷繞，可在三維空間隨意移動及伸縮。
?2 散熱性能好，可利用FPC縮小體積。
?3 實現(xiàn)輕量化、小型化、薄型化，從而達到元件裝置和導(dǎo)線連接一體化，在電子部品中起到了樞紐作用。
當(dāng)然，我相信大多數(shù)客戶選擇使用軟板的初衷應(yīng)該就是一個字。
是的，產(chǎn)品本身的架構(gòu)可能是上下結(jié)構(gòu)，或者兩塊板通過一定距離的連接，這樣中間使用軟板（一般都是配置連接器使用）的話，就能夠很好的進行兩塊板信號的傳輸，并且使整體結(jié)構(gòu)滿足要求。
其實不僅僅是產(chǎn)品中多塊板通過軟板來連接的場景有不同的架構(gòu)，單單看軟板本身的設(shè)計方法也是有差異的哦。假設(shè)同樣需要6層的軟板疊構(gòu)，那么通常有兩種方式來進行加工。首先大家能想到的就是和硬板一樣，把6層軟板一起壓合起來使用；另外一種方式可能有一些朋友沒看過，那就是采用2+2+2的形式，每兩層分開來壓合，中間空隙的地方就是空氣了，使用也叫做air-gap的形式。
那可能會有朋友問，6層一起壓合我能理解，那為什么還會有分開壓合的結(jié)構(gòu)呢？其實原因也很簡單，就是2+2+2的結(jié)構(gòu)更容易彎折！
我們就遇到一個案例，是一款顯示的產(chǎn)品，通過軟板（兩頭是連接器）來實現(xiàn)高速信號在主板和設(shè)備間的傳輸，每對高速線的速率是1.6Gbps?？蛻粲龅降膯栴}是這樣的：產(chǎn)品的設(shè)備端根據(jù)不同的使用場景會移動，也就是通過軟板的彎折情況來適當(dāng)?shù)囊苿游恢??？蛻粼诓煌氖褂脠鼍罢业竭@樣的規(guī)律，就是在軟板相當(dāng)比較平坦，不怎么彎折的情況下，顯示的效果很好，也就是產(chǎn)品工作很穩(wěn)定，但是一旦加大了彎折的角度后，產(chǎn)品工作就變得不穩(wěn)定了，彎折的角度越大，出問題的幾率越高。
居然還有這種事發(fā)生，要知道這種事情基本上不會在硬板中發(fā)生的哦！呃，也對，硬板又不能彎折。通過客戶的描述，那高速先生敏銳的察覺到就是軟板在彎折過程中導(dǎo)致的高速信號性能發(fā)生了變化。既然客戶找到高速先生來尋求幫助，那我們肯定義不容辭，立馬讓客戶把這款軟板寄過來，我們幫他們分析下，重點看看軟板在彎折前后到底影響了什么東西！
我們拿到客戶的軟板，發(fā)現(xiàn)它是采用air-gap的形式，2+2+2的結(jié)構(gòu)。
然后客戶通過測試現(xiàn)象能大概定位出問題的走線是在L3層的高速信號線上，由于采用軟板采用2+2+2的形式，基本上就是L1層走線參考L2層，L3層走線參考L4層，L5層走線參考L6層，L2，L4和L6層都是地平面，作為對應(yīng)高速信號線的參考平面用。
既然是彎折和不彎折的情況會導(dǎo)致不同的產(chǎn)品功能結(jié)果，因為我們選中一對L3層的走線進行測試，看看基本不彎折情況和彎折到一定程度之后的無源性能到底有沒有差異！
對，就是在下面兩種使用場景下進行測試！
整篇文章最重要的一張圖片來了，就是在以上兩種狀態(tài)下的無源性能，也就是TDR阻抗的情況，看到第一次測試出來結(jié)果之后，高速先生就覺得差異是真的大，為了保證測試的結(jié)果無誤，高速先生又反復(fù)再測試了幾次，基本上兩種狀態(tài)下的差異是一樣的，阻抗對比如下：
可以看到，在自然平坦的狀態(tài)下，軟板的阻抗是比較理想和線性的，但是經(jīng)過手工的彎折后，明顯看到在彎折前后的一段很長的區(qū)域內(nèi)，阻抗波動很大，而且明顯阻抗是降低的，最大的降低幅度能達到10個歐姆！基本上如果1.6Gbps的高速信號在這種阻抗波動下的鏈路上傳輸，出問題的概率的確是存在的，基本上能定位到彎折情況下確實能影響高速信號的性能！
而且更震驚的是，聽客戶說，他們的使用場景還有可能比我們測試的這個彎折幅度要更大一點呢！
