PCB中的玻纖效應原理分析

實際設計PCB的時候，經(jīng)?？吹接械?a target="_blank">工程師追求走線藝術，將電路板上的走線走得橫平豎直的，看起來非常美觀，而有的工程師的走線則是彎彎拐拐的，喜歡以亂易整，還有的工程師永遠追求最短距離走線，能斜著走線的決不橫平豎直。那么這各種走線風格背后有沒有什么區(qū)別呢，本文就一一道來，介紹介紹PCB走線的技術和藝術。

1、橫平豎直的問題

PCB的基礎材料是覆銅板，目前常見的FR-4是以電子玻纖布為增強材料，浸以環(huán)氧樹脂， 覆以一定厚度的銅箔，再經(jīng)熱壓處理而成。

低頻時玻纖布對PCB的電氣性能影響較小，可以認為介質是均勻的，但高頻時，介質層局部特性將會對PCB的電氣特性有很大影響。

不同的玻纖布，經(jīng)緯紗線的寬度及其間距大小也不一樣，如果按橫平豎直的布線策略，則PCB走線始終與基板邊緣呈0°或者90°，這樣會導致傳輸線方向與玻纖經(jīng)緯向平行，此時會出現(xiàn)幾種情況：傳輸線在經(jīng)向玻纖束正上方，傳輸線在緯向玻纖束正上方，傳輸線在兩根經(jīng)向玻纖束中間，傳輸線在兩根緯向玻纖束中間。

由于玻纖布的相對介電常數(shù)和環(huán)氧樹脂存在較大差異（環(huán)氧樹脂約為3，玻纖布約為6）。因此板面不同位置的介電常數(shù)存在差異，從而導致板面不同位置阻抗的差異。同時，同一阻抗線，由于位置不同，介電常數(shù)也不均勻。對于差分對的影響更為明顯，可能導致眼圖塌陷。

根據(jù)上述解釋，橫平豎直的走線雖然很美觀，但不一定實用，實際設計中，一定是功能性能優(yōu)先，美觀藝術其次，最好的當然是既好用又好看啦~

實際設計中也不是一定會出問題，可能取決于以下一些因素：

差分走線正好一根在玻纖束上，一根在環(huán)氧樹脂上；

走線的寬度、長度等；

總線的速率等等。。。

2、解決辦法

針對上述現(xiàn)象，可能的一些解決方式如下：

走線避開玻纖束的編織間距；

差分走線間距正好避開玻纖束的編織間距；

之字形走線；

帶一定角度的走線；

設計人員旋轉設計；

PCB廠家旋轉基板；

使用高端基板材料；

使用更緊密的玻纖材料（玻纖束編織間距小）；

電氣上去偏移（deskew）；

增大電氣余量等等。。。

以上就是針對PCB中的玻纖效應的簡單介紹，實際設計過程中，物理距離最短肯定是非常重要的，這樣時延會最小，但同時還需要根據(jù)布線難度、傳輸線特性等選取盡量合理的走線方式，同時盡量讓設計美觀藝術。