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高速先生成員--黃剛 老話(huà)說(shuō)得好，一分耕耘一分收獲，又或者另外一句，有什么付出就會(huì )得到多少收獲。我們都不會(huì )去懷疑這些話(huà)的正確性。但是把這兩句話(huà)用到PCB領(lǐng)域中，用了好的加工工藝后，PCB板的性能就一定會(huì )比用普通工藝要好嗎？當然，可能有99.99%的case都是好的，但是今天我們就來(lái)分享一個(gè)0.01%的反面案例哈，大家一起來(lái)幫忙分析分析到底哪里不對哈！ 這又是我們很熟悉的高速串行的PCB設計場(chǎng)景，先說(shuō)說(shuō)背景哈，客戶(hù)委托我司設計工程師設計一款光模塊的產(chǎn)品，板內最高速信號是28Gbps的光口信號。這個(gè)速率其實(shí)我們已經(jīng)做得非常的成熟了，對于我們公司有經(jīng)驗的工程師來(lái)說(shuō)，他們甚至都不用經(jīng)過(guò)我們SI的仿真，在設計部就能夠把相關(guān)的PCB鏈路設計優(yōu)化好。的確，這個(gè)板子就是這樣搞掂的。我們設計工程師投板后，客戶(hù)進(jìn)行光模塊的功能測試，沒(méi)有什么問(wèn)題。如果就只是這樣的話(huà)，可能我們SI都不會(huì )知道設計工程師做了這個(gè)產(chǎn)品…… 對啊，正常我們SI應該是不會(huì )知道這個(gè)項目的，那我們后面是怎么知道的呢？據說(shuō)是這個(gè)客戶(hù)去到我們公司舉辦的研討會(huì )，剛好看到我們高速先生在講不同類(lèi)型過(guò)孔對高速信號性能的影響這個(gè)主題，高速先生講到了像普通通孔到背鉆孔再到激光孔的性能是逐步變好的。就是下面這張傳頌很廣的示意圖： 客戶(hù)聽(tīng)到我們高速先生講完這個(gè)專(zhuān)題后，感觸非常的深。聯(lián)想到自己剛剛在我們公司做好的這款光模塊產(chǎn)品，我們公司秉承著(zhù)小花錢(qián)辦大事的原則， 就只用了普通的通孔加背鉆就搞掂了。背鉆會(huì )殘留stub，但是激光孔就真不會(huì )有！所以客戶(hù)覺(jué)得如果把光模塊的扇出從普通的過(guò)孔換成雖然很貴，但是聽(tīng)起來(lái)就性能很好的激光孔的話(huà)，效果豈不是會(huì )更上一層樓？？？ 改動(dòng)很小，也就是把光模塊的扇出改成激光孔的設計，客戶(hù)就“偷偷瞞著(zhù)我們”自己修改并投了板�；舜髢r(jià)錢(qián)用了激光孔的加工工藝，等板子回來(lái)的一刻，心情肯定是激動(dòng)萬(wàn)分了，期待測試出來(lái)的性能更好。但是，測之前的心情有多激動(dòng)，測之后的心情就有多悲傷。因為，這個(gè)激光孔設計的板子的光模塊性能不僅沒(méi)有上一版的好，甚至。。。還有大量的誤碼，壓根跑不上28Gbps的速率�。�！ 是的，高速先生在這種情況下終于知道了有這個(gè)項目了！因為客戶(hù)又找到了我們，想讓我們幫忙研究下為什么用了更好的激光孔但是高速的性能反倒更差了。高速先生聽(tīng)到后的第一反應也是詫異的，既然已經(jīng)這樣了，高速先生就繼續幫客戶(hù)去做這個(gè)詭異的debug。 最好的方法肯定就是先check下我們的第一版的設計和客戶(hù)自己改激光孔的第二版的設計了。首先看到我們的第一版設計，就是常規而高效的做法，在光模塊焊盤(pán)位置表層扇出后打過(guò)孔去內層走線(xiàn)，只要把焊盤(pán)和過(guò)孔優(yōu)化好，基本上問(wèn)題就不大了。 好，關(guān)鍵是我們來(lái)看看客戶(hù)自己的做法，激光孔的優(yōu)勢的確是挺大，對設計也很方便，可以免去了表層的那一段扇出走線(xiàn)，而且焊盤(pán)和過(guò)孔又可以融為一體來(lái)一起優(yōu)化！沒(méi)錯，就是客戶(hù)的做法，直接在光模塊焊盤(pán)的中間打激光孔，既對稱(chēng)美觀(guān)又有高性能！ 客戶(hù)其他地方都沒(méi)改動(dòng)，只就改個(gè)光模塊的過(guò)孔扇出方式�？瓷先ズ孟駴](méi)什么問(wèn)題，至少客戶(hù)在設計的時(shí)候是這樣覺(jué)得哈！但是經(jīng)驗豐富的高速先生看到之后，就立馬知道了問(wèn)題的所在了。并不是激光孔的性能不如普通過(guò)孔加背鉆，而是使用激光孔的方法出了問(wèn)題！ 這款光模塊連接器是很常用的一款，它的3D結構，如下所示： 高速先生拿這款連接器建好的3D仿真模型和PCB板上光模塊焊盤(pán)扇出的結構一起合上去仿真，去模擬焊接上連接器的性能。從仿真結果上就會(huì )看到兩個(gè)版本在這個(gè)扇出位置的性能差異。你沒(méi)看錯標注哈，是激光孔設計的損耗遠大于普通過(guò)孔背鉆的設計哦！ 不僅是上面的插入損耗，回波損耗也充分證明了激光孔設計的劣勢！ 我們都知道，激光孔的性能不至于那么差，只不過(guò)是使用它的方法在這個(gè)場(chǎng)景上是真的不對，單純從PCB設計上來(lái)看，你可能看不到為什么會(huì )有問(wèn)題，但是像高速先生一樣，結合到光模塊連接器的結構來(lái)看，其實(shí)問(wèn)題就非常的清晰的！說(shuō)了半天，到底是什么問(wèn)題導致的呢？算了，高速先生這次就不回答了。作為本期文章的問(wèn)題考考粉絲們哈！ 問(wèn)題來(lái)了： 大家看出為什么客戶(hù)設計的激光孔方案性能會(huì )那么差了嗎？順便問(wèn)下，如果還想用激光孔，在設計上要怎么改動(dòng)才能發(fā)揮它的效果呢？ |
