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每次在介紹具體案例之前，都還是先鋪墊下基礎(chǔ)知識(shí)吧。今天講的是一個(gè)軟板的案例，我們循例先介紹下軟板的概念。相信大多數(shù)的硬件工程師，PCB設(shè)計(jì)工程師或者測(cè)試工程師都見(jiàn)過(guò)，就是像下面的這些了。 它作為產(chǎn)品來(lái)使用的話概括起來(lái)有以下幾個(gè)特點(diǎn)： •1 可自由彎曲、折疊、卷繞，可在三維空間隨意移動(dòng)及伸縮。 •2 散熱性能好，可利用FPC縮小體積。 •3 實(shí)現(xiàn)輕量化、小型化、薄型化，從而達(dá)到元件裝置和導(dǎo)線連接一體化，在電子部品中起到了樞紐作用。 當(dāng)然，我相信大多數(shù)客戶選擇使用軟板的初衷應(yīng)該就是一個(gè)字。 是的，產(chǎn)品本身的架構(gòu)可能是上下結(jié)構(gòu)，或者兩塊板通過(guò)一定距離的連接，這樣中間使用軟板（一般都是配置連接器使用）的話，就能夠很好的進(jìn)行兩塊板信號(hào)的傳輸，并且使整體結(jié)構(gòu)滿足要求。 其實(shí)不僅僅是產(chǎn)品中多塊板通過(guò)軟板來(lái)連接的場(chǎng)景有不同的架構(gòu)，單單看軟板本身的設(shè)計(jì)方法也是有差異的哦。假設(shè)同樣需要6層的軟板疊構(gòu)，那么通常有兩種方式來(lái)進(jìn)行加工。首先大家能想到的就是和硬板一樣，把6層軟板一起壓合起來(lái)使用；另外一種方式可能有一些朋友沒(méi)看過(guò)，那就是采用2+2+2的形式，每?jī)蓪臃珠_(kāi)來(lái)壓合，中間空隙的地方就是空氣了，使用也叫做air-gap的形式。 那可能會(huì)有朋友問(wèn)，6層一起壓合我能理解，那為什么還會(huì)有分開(kāi)壓合的結(jié)構(gòu)呢？其實(shí)原因也很簡(jiǎn)單，就是2+2+2的結(jié)構(gòu)更容易彎折！ 我們就遇到一個(gè)案例，是一款顯示的產(chǎn)品，通過(guò)軟板（兩頭是連接器）來(lái)實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)在主板和設(shè)備間的傳輸，每對(duì)高速線的速率是1.6Gbps。客戶遇到的問(wèn)題是這樣的：產(chǎn)品的設(shè)備端根據(jù)不同的使用場(chǎng)景會(huì)移動(dòng)，也就是通過(guò)軟板的彎折情況來(lái)適當(dāng)?shù)囊苿?dòng)位置。客戶在不同的使用場(chǎng)景找到這樣的規(guī)律，就是在軟板相當(dāng)比較平坦，不怎么彎折的情況下，顯示的效果很好，也就是產(chǎn)品工作很穩(wěn)定，但是一旦加大了彎折的角度后，產(chǎn)品工作就變得不穩(wěn)定了，彎折的角度越大，出問(wèn)題的幾率越高。 居然還有這種事發(fā)生，要知道這種事情基本上不會(huì)在硬板中發(fā)生的哦！呃，也對(duì)，硬板又不能彎折。通過(guò)客戶的描述，那高速先生敏銳的察覺(jué)到就是軟板在彎折過(guò)程中導(dǎo)致的高速信號(hào)性能發(fā)生了變化。既然客戶找到高速先生來(lái)尋求幫助，那我們肯定義不容辭，立馬讓客戶把這款軟板寄過(guò)來(lái)，我們幫他們分析下，重點(diǎn)看看軟板在彎折前后到底影響了什么東西！ 我們拿到客戶的軟板，發(fā)現(xiàn)它是采用air-gap的形式，2+2+2的結(jié)構(gòu)。 然后客戶通過(guò)測(cè)試現(xiàn)象能大概定位出問(wèn)題的走線是在L3層的高速信號(hào)線上，由于采用軟板采用2+2+2的形式，基本上就是L1層走線參考L2層，L3層走線參考L4層，L5層走線參考L6層，L2，L4和L6層都是地平面，作為對(duì)應(yīng)高速信號(hào)線的參考平面用。 既然是彎折和不彎折的情況會(huì)導(dǎo)致不同的產(chǎn)品功能結(jié)果，因?yàn)槲覀冞x中一對(duì)L3層的走線進(jìn)行測(cè)試，看看基本不彎折情況和彎折到一定程度之后的無(wú)源性能到底有沒(méi)有差異！ 對(duì)，就是在下面兩種使用場(chǎng)景下進(jìn)行測(cè)試！ 整篇文章最重要的一張圖片來(lái)了，就是在以上兩種狀態(tài)下的無(wú)源性能，也就是TDR阻抗的情況，看到第一次測(cè)試出來(lái)結(jié)果之后，高速先生就覺(jué)得差異是真的大，為了保證測(cè)試的結(jié)果無(wú)誤，高速先生又反復(fù)再測(cè)試了幾次，基本上兩種狀態(tài)下的差異是一樣的，阻抗對(duì)比如下： 可以看到，在自然平坦的狀態(tài)下，軟板的阻抗是比較理想和線性的，但是經(jīng)過(guò)手工的彎折后，明顯看到在彎折前后的一段很長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，阻抗波動(dòng)很大，而且明顯阻抗是降低的，最大的降低幅度能達(dá)到10個(gè)歐姆！基本上如果1.6Gbps的高速信號(hào)在這種阻抗波動(dòng)下的鏈路上傳輸，出問(wèn)題的概率的確是存在的，基本上能定位到彎折情況下確實(shí)能影響高速信號(hào)的性能！ 而且更震驚的是，聽(tīng)客戶說(shuō)，他們的使用場(chǎng)景還有可能比我們測(cè)試的這個(gè)彎折幅度要更大一點(diǎn)呢！ 大家覺(jué)得本案例中，軟板彎折后阻抗為什么會(huì)發(fā)生這樣的變化呢？ |
