PCB设计当我说到“灯芯效应”，台下的你们竟如此寂静 ……
发布时间：2025-5-26 14:25
发布者：edadoc2003
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高速先生成员--黄刚 是的，在网上输入这个名字后，可能前几个弹出来的定义都不是和PCB相关的。的确，对于做设计和仿真的朋友来说，这个名词是陌生的！那它到底和PCB行业的哪一类细分领域强相关呢，另外到底这个效应又是怎么影响到高速信号性能的呢？根据Chris多年来写高速先生文章的经验看，采用先讲案例，以倒叙的方法来介绍，感觉喜欢听的粉丝会多一点！ 这个案例是这样的，一家做连接器线缆的客户找到Chris，说他们自己做的测试夹具性能不是很好，大家也知道。如果夹具本身的性能做得不好的话，那肯定验证不出来产品的质量了，或者说由于夹具本身很一般，导致产品测出来就变差了，无法体现产品本身的真实性能。 Chris看了他们发过来的详细测试数据，发现夹具的传输线本身做得还挺好的，在50欧姆的位置偏差很小。最大的问题是过孔的阻抗比较低，只有46，47欧姆的样子，这样肯定会影响夹具本身的驻波。 客户自己也感到很郁闷，因为他们也有仿真的人员，根据仿真结果来设计的过孔，正常不应该误差那么多。还给Chris看了他们自己的仿真结果，的确哦，仿真的过孔结果的确是比较接近50欧姆，驻波应该很好才对啊！下图是这个过孔的3D仿真模型和阻抗仿真结果，妥妥的50欧姆啊！ 那问题到底出在哪呢？首先能确定的是肯定是加工误差的问题，或者说是加工的过孔参数和设计仿真有明显不一样的地方。过孔阻抗那么多的影响因素，Chris捋了捋，无非就是过孔孔径变大了、过孔的孔盘变大了，过孔stub变长了或者甚至忘记背钻了。于是Chris问客户要他们自己加工的过孔切片图来看看，反而上述想到的几个原因都被一一排除了。从过孔的切片结果上能看到，过孔的孔径并没有明显扩大，过孔焊盘也没有变大，过孔也有进行背钻，而且stub也符合预期。 看起来一切都很正常啊，那为什么测试出来的过孔阻抗会低那么多啊！ Chris觉得肯定还是加工问题，加工出来的过孔参数哪里和设计仿真不一样，于是再仔细看看过孔的切片图，放大放大再放大！咦……这个地方感觉有点奇怪哦？ 看起来很像过孔的非功能焊盘，但是问了客户板厂那边，明确确定非功能焊盘是去掉的。的确，现在哪怕我们不说，比较有经验的板厂都会在加工时自己去掉过孔的非功能焊盘。但是的确从切片图上看，沿着过孔的Z轴路径，长满了密密麻麻的延伸的铜皮。这是啥啊？ 那怎么办？要问谁啊！Chris突然想到了我司很受大家欢迎的东哥，于是立马和东哥进行了连线。还得是见多识广的东哥，只那么瞧了几眼，就确定了原因，那就是我们标题的灯芯效应的影响。 经过与东哥七七二十一秒钟的交流（时间那么短？没办法，东哥在外面一般都灰常的忙，嘻嘻），Chris大致明白了它产生的原因及过程，的确，它最终形成的样子看起来就很像保留了非功能焊盘。于是Chris大致按照这个过孔最终的样子建了个新的仿真模型，如下所示： 然后对新建的过孔模型进行仿真，结果不就能和测试对得上了嘛！按照灯芯效应大致建模后，仿真得到的过孔阻抗也是47欧姆的样子，和测试出来的非常接近！ 这次的确不止是粉丝们涨知识的一天，对于Chris来说同样也是哈！当然这种效应理论上和PCB板厂的加工能力，包括板材选型也有比较大的关系，最终形成的效果差异也比较大，有的也可以做到几乎不存在这种效应，有的可能就比较明显。当然我们现在明白了这种效应后，就可以通过前期的选型和对板厂加工能力的进一步约束尽量消除，不然别说对112Gbps那么高速率的信号产生巨大影响了，估计对10Gbps信号影响也是不可忽略啊！ 本期问题：专门把最精彩的部分放到这里，到底什么是灯芯效应呢，大家用自己理解的话说说看？ 关于一博科技：一博科技成立于2003年3月，深圳创业板上市公司，股票代码: 301366，专注于高速PCB设计、SI/PI仿真分析等技术服务，并为研发样机及批量生产提供高品质、短交期的PCB制板与PCBA生产服务。致力于打造一流的硬件创新平台，加快电子产品的硬件创新进程，提升产品质量。 |
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