SI|2.高速PCB设计规范(一)

Mid loss的传输线仿真时使用的介电常数为Dk ~3.8,Df ~0.013(@1GHz),对应的Low loss传输线Dk ~3.5,Df ~0.007(@1GHz),Ultra Low loss传输线Dk ~3.4,Df ~0.004(@1GHz).
说明:
1.core和pp可能具有不同的Er值,假定PP的Er略高于core的Er;
2.使用不同厚度的core,Df和Er的值也会不同;
3.使用较低Dk值的材料时,可以增加线宽来满足阻抗要求,损耗也会稍微降低;
4.Sold mask的Dk=4.25,Df=0.025;
5.如果走线的实际长度小于PDG要求的最大值,则可以尝试使用较高损耗的板材,但是需要通过仿真验证。
铜的电导率 常规条件下,铜的电导率是5.0e7 S/m,温度和加工过程会改变同的电导率,需要考虑最差的情况来分析。
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铜的粗糙度 由于趋肤效应,在高频情况下 铜的表面粗糙度会影响插入损耗,在建模的时候尽量使用表面光滑的铜箔或仅仅适度粗糙:
对于微带线,建议使用标准铜箔STD,不建议使用最粗糙的铜箔,建模的时候使用非常粗糙的铜箔有可能会导致插损不满足要求。
对于带状线,使用RTF,VLP或者HVLP可以显著增加铜的粗糙度。
表面较粗糙的铜箔可能具有较高的插入损耗。
PCB阻抗公差和最大的插损 微带线阻抗公差一般控制在±15%,对于重要的高速信号线,需要控制在±10%,带状线一般控制在±10%。
对于Mid-loss高速差分带状走线,最大的插损(SDD21)是0.65dB/inch @4GHz和1.16 dB/inch @8GHz。微带线最大插损(SDD21)是0.69dB/inch @4GHz和1.27 dB/inch @8GHz。
对于Low-loss高速差分带状走线,最大的插损(SDD21)是0.5dB/inch @4GHz和0.85 dB/inch @8GHz。微带线最大插损(SDD21)是0.58dB/inch @4GHz和1.05 dB/inch @8GHz。
对于Ultra-Low-loss高速差分带状走线,最大的插损(SDD21)是0.35dB/inch @4GHz和0.58 dB/inch @8GHz,0.96dB/inch @16GHz,不推荐走微带线。
当走线末端匹配负载,插损就是SDD21,实际上,如果走线并不是50Ohm,而使用的S参数参考阻抗是单端50Ohm,差分100Ohm,那么插损就不等于SDD21,在这种情况下,必须保证足够长的走线满足以上所说的损耗条件。
对于设计者来说,一定要保证在大批量生产的时候PCB每inch的损耗一定要满足设计要求,这可能需要,也可能不需要,需要保留一些保护带(guard-band),该保护带取决于测量的测试科邦数量、它们的阻抗以及与所使用的测量技术相关的预期误差。一定要和板厂确认,以确定合格 PCB 的适当保护带(或不需要保护带),以确保在 大批量生产期间满足设计的损耗值。

PCB材料的选择 首先已知PCB的整体损耗要求,那么究竟可以走多长的线取决于PCB的损耗表现,比如说,如果在@16GHz频点,损耗要求不超过10dB,如果材料插损为1dB/inch,则可以走10inch的线,如果材料插损为0.5dB/inch,则可以走20inch的线。但是需要注意,每个平台的损耗要求差异很大,因为受过孔残桩、连接器和线缆、串扰等的影响,需要进行信号完整性分析和布线研究来确定 PCB 损耗目标,然后将其用于 PCB 材料选择。
还应注意的是,PCB 损耗性能 还和叠层有关。 通常,对于相同的 PCB 材料,更厚的core/pp会导致更低的损耗。
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【SI|2.高速PCB设计规范(一)】可以按照如下流程决定PCB的损耗目标,选择合适的PCB材料。

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对于Archer City,PCB损耗要小于等于0.96dB/inch @16GHz,Vulcan City则是小于等于1.12dB/inch @16GHz,Vulcan City Riser卡要小于等于0.62dB/inch @16GHz。
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