只因?yàn)榘迅咚貾CB旋轉(zhuǎn)了一下，結(jié)果地覆天翻……

edadoc · 發(fā)表于 2020-1-17 16:05:45

一博科技自媒體高速先生原創(chuàng)文|王輝東

序：
如果你愛(ài)一個(gè)人，請(qǐng)讓他做高速PCB；如果你恨一個(gè)人，也請(qǐng)他做高速PCB。

剛開(kāi)始我也很郁悶，PCB設(shè)計(jì)完全按照客戶(hù)的要求，并且內(nèi)部層層審核嚴(yán)格把關(guān)，我們把能夠想到的問(wèn)題都排查了一遍，我們配合著客戶(hù)查了一天又一天，但是依然沒(méi)有找到板子不良的真正原因。直到有一天，客戶(hù)要到了工廠的工作稿，當(dāng)他們打開(kāi)工作稿，看到里面的生產(chǎn)圖形時(shí)，差點(diǎn)驚掉下巴，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的所在。PCB的設(shè)計(jì)是沒(méi)有問(wèn)題的,但是……

時(shí)光飛逝，光陰似箭。即將過(guò)去的一年，就像自己抽的那一根根香煙、瞬間就剩下煙蒂，只留下滿(mǎn)層的回憶;也像我們握在手中的細(xì)沙，緩緩流下，剎那只剩芳華。

在線路板行業(yè)有一句話(huà)叫做：“節(jié)前發(fā)瘋，節(jié)后放松�！边@是這個(gè)行業(yè)最真實(shí)的寫(xiě)照。春節(jié)就要到了，年會(huì)就要開(kāi)了，但大家手中的設(shè)計(jì)項(xiàng)目卻越做越多，個(gè)個(gè)是加急，十萬(wàn)火急。

林如煙在元旦前接了一款高速pcb設(shè)計(jì)項(xiàng)目，要趕在公司年會(huì)前投板。她加班加點(diǎn)，晝夜急趕。這不公司下午就要開(kāi)年會(huì)了，她還在做投板前的最后檢查。DRC、反焊盤(pán)、疊層阻抗加背鉆，全都小心翼翼的看了個(gè)遍，按照客戶(hù)的要求，還把板子做了個(gè)10度旋轉(zhuǎn)，完美，投板。

大師兄，收到如煙的板子，瞪大眼睛，仔細(xì)查看。邊看邊不住的點(diǎn)頭夸贊，如煙，這板子設(shè)計(jì)的不錯(cuò)，有大師風(fēng)范，很完美，能趕上年會(huì)看節(jié)目、吃飯、中大獎(jiǎng)。

大師兄夸得林如煙很開(kāi)心，她笑的山花爛漫，多日來(lái)的勞累，一掃而光，云消霧散。白凈的臉上一抹紅霞飛起，著實(shí)好看。

突然大師兄停下手中的活兒，說(shuō)如煙這個(gè)拼板要加個(gè)工藝邊，把板子嵌在中間，保證客戶(hù)收到板子的時(shí)候，是一個(gè)完整的長(zhǎng)方形。

“為什么要加工藝邊呢，工廠制作的時(shí)候，應(yīng)該會(huì)加吧�！迸赃叺内w理工伸長(zhǎng)脖子說(shuō)道，林如煙也是瞪著水汪汪的大眼睛，看著大師兄，眼睛里寫(xiě)滿(mǎn)了疑惑。

大師兄沉默了一下，還是給你們講一個(gè)我的故事吧，他的思緒一下子飄到遙遠(yuǎn)的從前。

那個(gè)時(shí)候大師兄還在設(shè)計(jì)線路板，那個(gè)時(shí)候他也接了一個(gè)高速板，也是按照客戶(hù)的要求將板子做個(gè)10度旋轉(zhuǎn)，歷史總是有驚人的相似。

板子為什么要做10度旋轉(zhuǎn)呢。這個(gè)可是小孩沒(méi)娘，說(shuō)起來(lái)話(huà)長(zhǎng)。

歸根結(jié)底都是為了避免玻纖效應(yīng)。

PCB常用的原材料是FR4覆銅板，它通常是由玻纖布加樹(shù)脂，外面貼著兩張銅箔組成，記得以前高速先生有過(guò)一篇文章叫做《PCB的筋骨皮》，里面講解的很詳細(xì)。

這個(gè)玻纖布的介電常數(shù)約為6.7，樹(shù)脂的介電常數(shù)約為3.2，這就會(huì)導(dǎo)致板材的介電常數(shù)是不均勻的。走在玻纖的上的信號(hào)線感受到的介電常數(shù)比較大，而走在窗口上的走線感受到的介電常數(shù)比較小。因?yàn)榻殡姵?shù)越高信號(hào)傳播速度越慢，介電常數(shù)越低信號(hào)傳播速度越快，差分線由于介電常數(shù)的差異，導(dǎo)致NP之間等長(zhǎng)不等時(shí)，這就是玻纖效應(yīng)。

如下圖設(shè)計(jì)的差分走線，一根走在玻纖上，一根走在開(kāi)窗上。這個(gè)玻纖效應(yīng)的影響還是很明顯。

PCB低速的時(shí)候，我們可以忽略掉板材時(shí)間的膨脹和尺寸的收縮，但是高速的時(shí)候就一定不能。玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào)影響體現(xiàn)在阻抗波動(dòng)、差分玻纖效應(yīng)兩個(gè)方面；不同規(guī)格玻纖布玻纖束寬度、厚度、縫隙不同，引起的阻抗波動(dòng)和玻纖效應(yīng)不同。

大家為了規(guī)避這個(gè)玻纖效應(yīng)，想了很多辦法，比如改良我們的玻纖布種，于是有了開(kāi)纖布和扁平布。如下圖所示：

當(dāng)玻纖的開(kāi)窗越小，信號(hào)線走在窗口上的部分就更小，玻纖效應(yīng)的影響就更小。

但是改良布種成本比較高，并且工廠加工也會(huì)有一定的問(wèn)題。于是大家想到了在設(shè)計(jì)方面改善，比如PCB設(shè)計(jì)圖形旋轉(zhuǎn)是解決玻纖效應(yīng)最直接有效的方法，將板子旋轉(zhuǎn)角度5-10度。

PCB圖形旋轉(zhuǎn)對(duì)玻纖效應(yīng)的改善。

大師兄講完玻纖效應(yīng)，端起水杯喝了一口水，然后說(shuō)道當(dāng)我把板子旋轉(zhuǎn)以后，經(jīng)公司內(nèi)部審核無(wú)誤后，很快交給客戶(hù)，因?yàn)榭蛻?hù)要著急投給他自己的PCB工廠去制板。

“后來(lái)呢？”林如煙和趙理工齊聲問(wèn)道。

“哎“大師兄嘆了一口氣，停頓一下接著說(shuō)道。

“后來(lái)客戶(hù)的板子沒(méi)有跑起來(lái)�！�

“為啥呢”這兩個(gè)活寶又齊聲問(wèn)道。

“剛開(kāi)始我也很郁悶，PCB設(shè)計(jì)完全按照客戶(hù)的要求，并且內(nèi)部層層審核嚴(yán)格把關(guān)，我們把能夠想到的問(wèn)題都排查了一遍，我們配合著客戶(hù)查了一天又一天，但是依然沒(méi)有找到板子不良的真正原因。直到有一天，客戶(hù)要到了工廠的工作稿，當(dāng)他們打開(kāi)工作稿，看到里面的生產(chǎn)圖形時(shí)，差點(diǎn)驚掉下巴，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的所在。PCB的設(shè)計(jì)是沒(méi)有問(wèn)題的,但是……”

“大師兄，啥問(wèn)題呀？”如煙小聲問(wèn)道。

“在客戶(hù)的工作稿里面，工廠將所有做過(guò)10度旋轉(zhuǎn)的板子又全部旋轉(zhuǎn)成正常板子了。”

后來(lái)客戶(hù)找他們PCB工廠調(diào)查此事，話(huà)說(shuō)工廠有一個(gè)CAM工程師叫牛震天，他做板十幾年，號(hào)稱(chēng)閱板無(wú)數(shù)。

這個(gè)牛震天接到客戶(hù)的GERBER文件，打開(kāi)一看，就驚呼道，這是誰(shuí)設(shè)計(jì)的板子，設(shè)計(jì)工程師也太LOW了點(diǎn)吧，方方正正的板子，還做個(gè)旋轉(zhuǎn)，這多浪費(fèi)材料的利用率,土豪也不能這樣干，老夫做板十幾年，從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)這種異常，我要給它旋轉(zhuǎn)回去，我要給客戶(hù)省一筆材料費(fèi)，我要讓客戶(hù)樂(lè)上天。說(shuō)完他雙手充滿(mǎn)真氣，上下翻飛，電光火石間，就將板子旋回原形，開(kāi)始了后面的工程制作，直到板子上線。

牛震天講得確實(shí)有一些道理，板子旋轉(zhuǎn)回去以后，板材的利用率會(huì)上升很多，但工廠只考慮了成本，卻沒(méi)有考慮玻纖效應(yīng)對(duì)信號(hào)的影響。

后來(lái)我們?yōu)榱朔乐棺隽诵D(zhuǎn)角度的高速板子，再被工廠的CAM工程師旋轉(zhuǎn)回去，我們決定將所有旋轉(zhuǎn)后的板子上都加個(gè)工藝邊，這樣我們收到的板子，就是外形方方正正，旋轉(zhuǎn)的板子嵌在正中間。

大師兄說(shuō)只要想起這一生中最后悔的事，梅花便落滿(mǎn)了南山，要注意給旋轉(zhuǎn)后的PCB加個(gè)工藝邊。如煙你知道怎么做了吧。

林如煙聞聽(tīng)此言，默默回到了座位上，去給板子加上工藝邊了。

公司年會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)來(lái)通知，要大家趕緊去會(huì)場(chǎng)，年會(huì)馬上要開(kāi)始了，趙理工拉起了林如煙，在絢爛的晚霞里向年會(huì)現(xiàn)場(chǎng)急趕。