答题 | 为什么要用高速板材？

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为什么要用高速板材？

【文：陈亮】

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问答大家在DDR设计中，遇到过什么样有意思的等长要求呢？
4 V1 Z+ q2 U/ I- L高速先生的读者一直都是藏龙卧虎，这次的文章又炸出了几条一直潜水大鱼。网友‘徐磊’对高速板材的材料参数理解很到位。使用高速板材更多的是为了减小信号的损耗，而损耗是多个方面的。只有了解损耗的原因，才能对症下药。网友“Vincent”关于需要同时考量成本与性能我是非常赞同的，另外对于ROGERS3003这类高频陶瓷材料材料强度不足的问题，可以通过与FR4进行混压，增加PCB强度。网友“山水江南”提到高速板材LOW DK在设计中的好处，除了带来布线空间上的优势，更低的DK使信号传输速率更快，相同长度误差下，延时差更小。更低的DK可以在相同的介质厚度下使走线更宽，避免线宽太细带来的制造困难（成本），减小加工因素对传输线的影响（性能），降低导体损耗（性能）。后续有机会再和大家一起分享更多关于高速板材的工程应用。
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) H8 N, d5 Q5 J# _2 g! e
$ q# f. U& k% K+ h% J（以下内容选自部分网友答题）
除了关注板材的Df（散失因子）之外，最主要的是关注板材的Dk（介电常数）。其中DK相对于Df更重要，因为有一个开根号的问题。介电常数指在外加电场时会产生感应电荷而消弱电场，原外加电场与最终介质中电场的比值   
@ moody
评分：3分
需要关注介电常数，铜箔表面粗糙度，玻纤布类型等。其实高速板材还有一个好处是介电常数比较稳定，一致性好，FR4介电常数不同批次差异较大，不利于工程中多批次的批生产。但同时你也要接受高速板材的高价格！   
@ 杆
! W1 k+ r+ i' Y: v评分：3分
我们要关注以下参数，因为关系到PCB信号质量和地理范围。1.介电常数Dk，使用小一点的、稳定可靠的Dk板材，板可以变簿，线可以变细，空间体积的优势明显。2.玻纤布密度，对于高速串行信号P和N延时差异问题，硬件员特别强调12度走线，我认为选择玻纤布密的PP材料才是根本方法。3.铜箔粗糙度，低参数的铜箔信号损耗小。4.板材阻燃等级和环保要求，想省钱用铅汞的想法已经过时，安全绿色才是时尚。对身体健康伤害小，环境污染低是消费者选购产品的本能判断。   
@  山水江南
& p8 U8 N' m# @+ N: m; o' S: v评分：3分
就个人工程中更多关注，DK，TG，CAF；DF也并非越小越好，记得技术分享会的时候，吴总说了句杂散也需要阻尼。   
@ GFY
! ~; o+ h4 R, j- J4 Y; h评分：3分
7 I* J- m; a3 t7 {& Z4 s还需要关注板材的成本，越低损耗的板材肯定越贵。   
( G2 D. U, a4 u' t* n& y@ 中臣
6 E: r+ D  G- V( s9 a; y' ~4 _评分：2分
0 w7 Y+ Z6 p( W" W  l除了关注板材的Df（散失因子）之外，最主要的是关注板材的Dk（介电常数）。其中DK相对于Df更重要，因为有一个开根号的问题。介电常数指在外加电场时会产生感应电荷而消弱电场，原外加电场与最终介质中电场的比值。介电常数也可说成容电率。当多层板绝缘板材的容电率较大时，即表示信号线中的传输能量有不少被存储在板材中，也可说成部分传输能量被浪费在介质材料中。介电常数太大时，会造成信号传播速率变慢。因此介电场数越大，传播延迟也越大，信号传播速度越慢。在板材的选择中应尽量选用介电常数较小的板材，从而降低传播延迟，同时减小介电损耗。
$ r% V6 `0 x9 f# X' v     高频信号在传输过程中的能量损耗共分三种，介质损耗、导体损耗（发热、趋肤效应）、辐射损耗。降低介质损耗一般是通过选择较低的Df值的板材；降低导体损耗一般是通过可以改变铜箔平整度以及加宽走线，信号频率越高，趋肤效应越明显，因此信号传输导体表面越平整越好，尽量不使用粗糙的铜箔；而辐射损耗一般通过屏蔽解决。  除此之外还有以下3点也需要考虑；
    1、玻璃化转变温度（Tg）
    2、热膨胀系数（CTE）
    3、耐CAF性能   
@ 徐磊
% z% M- Z2 S; z- w5 O1 ^评分：3分
* H4 m; e1 }- A& R5 Q从技术角度来说，肯定选择好板材，但从价格上来说，有的折中啊   
@ lee
评分：2分
: A9 B& C9 r* w1 }7 s& P介电常数  、铜箔表面粗糙度 、玻纤效应、导体损耗、辐射损耗、TG、CTE和ROHS   
* z% P, K* j, j3 i& v/ Q! a@ Zero
评分：3分
7 }( D6 X' w) a正好看书看到这一段，顺便补充一点：耗散因子表征了偶极子数目及其运动随频率升高后的位移大小，能和电导率随频率提高的趋势挂钩，实际就是介电常数虚部和实部的比。实际应用中也要兼顾成本和制造友善性，比如能用M4不要直接上M6，射频高频板材时能用松下的不要直接上ROGERS（尤其3003这种没有玻纤加成很易变形）。   
@ Vincent
9 R, F/ X1 |- f# s5 X评分：3分
除了关注Df参数，还需关注Dk、Tg、吸水率、板材电性能、热性能、树脂类型、DFM、阻燃性能、价格、应用领域。尽量在满足设计需求、可量产性、成本中间取得平衡点。   
@ 龍鳳呈祥
评分：3分
介电常数需要关注，影响阻抗。玻纤布类型，尽量使用开窗小的玻纤布，减小玻纤效应。RC含量选择百分比小一点的。   
7 c" V# p( q, \1 T3 T% k+ e@ 两处闲愁
评分：3分
1,关注df值，是为了降低高频能量损耗，使得信号的高频和低频损耗差异不至于太大导致信号太差2.还要关注dk值，一般高速信号的dk值比较低，比如罗杰斯只有3点多3.还要关注铜箔平整度，粗糙度，共面度   
@ 欧阳
评分：3分
介电常数dk  ，影响传送速度
: t0 z& q( T; T0 t2 F介质纤维，导体平滑度   
@ 箴言
, F& I6 o- x6 O4 g+ A评分：3分
高速板材里面除了df最值得关注，dk也是值得考虑的。
当然对于板厂来说，可制造性如压合性能，温度性能也是要考虑的。
6 p/ }; P0 f- d# h5 a另外，色散也是非常重要的，特别是10gb以上的高速设计里面。   
@ Simba
评分：3分
1.关注dk值，dk值越低，在面对高速信号时，其高频变化率越小；2.关注铜箔表面粗糙度，越平滑，在面对高速信号时，阻抗越好控制3.关注成本，关注来料的可替代性，可持续供货性。
@ Ben
9 Z# `  o- O& L4 S0 ?' G评分：3分
比如说：介电常数Er、Tg值、成本，可生产性、硬度及厚度、设计注意事项等   
# u" d2 y/ ^( i: O2 @" O@ Jamie
/ D4 l6 Q$ K% i; c: [0 E4 x, H评分：3分


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