只因为把高速PCB旋转了一下，结果地覆天翻……

edadoc · 发表于 2020-1-17 14:06:45

一博科技自媒体高速先生原创文|王辉东

序：
如果你爱一个人，请让他做高速PCB；如果你恨一个人，也请他做高速PCB。

刚开始我也很郁闷，PCB设计完全按照客户的要求，并且内部层层审核严格把关，我们把能够想到的问题都排查了一遍，我们配合着客户查了一天又一天，但是依然没有找到板子不良的真正原因。直到有一天，客户要到了工厂的工作稿，当他们打开工作稿，看到里面的生产图形时，差点惊掉下巴，因为他们发现了问题的所在。PCB的设计是没有问题的,但是……

时光飞逝，光阴似箭。即将过去的一年，就像自己抽的那一根根香烟、瞬间就剩下烟蒂，只留下满层的回忆;也像我们握在手中的细沙，缓缓流下，刹那只剩芳华。

在线路板行业有一句话叫做：“节前发疯，节后放松。”这是这个行业最真实的写照。春节就要到了，年会就要开了，但大家手中的设计项目却越做越多，个个是加急，十万火急。

林如烟在元旦前接了一款高速PCB设计项目，要赶在公司年会前投板。她加班加点，昼夜急赶。这不公司下午就要开年会了，她还在做投板前的最后检查。DRC、反焊盘、叠层阻抗加背钻，全都小心翼翼的看了个遍，按照客户的要求，还把板子做了个10度旋转，完美，投板。

大师兄，收到如烟的板子，瞪大眼睛，仔细查看。边看边不住的点头夸赞，如烟，这板子设计的不错，有大师风范，很完美，能赶上年会看节目、吃饭、中大奖。

大师兄夸得林如烟很开心，她笑的山花烂漫，多日来的劳累，一扫而光，云消雾散。白净的脸上一抹红霞飞起，着实好看。

突然大师兄停下手中的活儿，说如烟这个拼板要加个工艺边，把板子嵌在中间，保证客户收到板子的时候，是一个完整的长方形。

“为什么要加工艺边呢，工厂制作的时候，应该会加吧。”旁边的赵理工伸长脖子说道，林如烟也是瞪着水汪汪的大眼睛，看着大师兄，眼睛里写满了疑惑。

大师兄沉默了一下，还是给你们讲一个我的故事吧，他的思绪一下子飘到遥远的从前。

那个时候大师兄还在设计线路板，那个时候他也接了一个高速板，也是按照客户的要求将板子做个10度旋转，历史总是有惊人的相似。

板子为什么要做10度旋转呢。这个可是小孩没娘，说起来话长。

归根结底都是为了避免玻纤效应。

PCB常用的原材料是FR4覆铜板，它通常是由玻纤布加树脂，外面贴着两张铜箔组成，记得以前高速先生有过一篇文章叫做《PCB的筋骨皮》，里面讲解的很详细。

这个玻纤布的介电常数约为6.7，树脂的介电常数约为3.2，这就会导致板材的介电常数是不均匀的。走在玻纤的上的信号线感受到的介电常数比较大，而走在窗口上的走线感受到的介电常数比较小。因为介电常数越高信号传播速度越慢，介电常数越低信号传播速度越快，差分线由于介电常数的差异，导致NP之间等长不等时，这就是玻纤效应。

如下图设计的差分走线，一根走在玻纤上，一根走在开窗上。这个玻纤效应的影响还是很明显。

PCB低速的时候，我们可以忽略掉板材时间的膨胀和尺寸的收缩，但是高速的时候就一定不能。玻纤效应对信号影响体现在阻抗波动、差分玻纤效应两个方面；不同规格玻纤布玻纤束宽度、厚度、缝隙不同，引起的阻抗波动和玻纤效应不同。

大家为了规避这个玻纤效应，想了很多办法，比如改良我们的玻纤布种，于是有了开纤布和扁平布。如下图所示：

当玻纤的开窗越小，信号线走在窗口上的部分就更小，玻纤效应的影响就更小。

但是改良布种成本比较高，并且工厂加工也会有一定的问题。于是大家想到了在设计方面改善，比如PCB设计图形旋转是解决玻纤效应最直接有效的方法，将板子旋转角度5-10度。

PCB图形旋转对玻纤效应的改善。

大师兄讲完玻纤效应，端起水杯喝了一口水，然后说道当我把板子旋转以后，经公司内部审核无误后，很快交给客户，因为客户要着急投给他自己的PCB工厂去制板。

“后来呢？”林如烟和赵理工齐声问道。

“哎“大师兄叹了一口气，停顿一下接着说道。

“后来客户的板子没有跑起来。”

“为啥呢”这两个活宝又齐声问道。

“刚开始我也很郁闷，PCB设计完全按照客户的要求，并且内部层层审核严格把关，我们把能够想到的问题都排查了一遍，我们配合着客户查了一天又一天，但是依然没有找到板子不良的真正原因。直到有一天，客户要到了工厂的工作稿，当他们打开工作稿，看到里面的生产图形时，差点惊掉下巴，因为他们发现了问题的所在。PCB的设计是没有问题的,但是……”

“大师兄，啥问题呀？”如烟小声问道。

“在客户的工作稿里面，工厂将所有做过10度旋转的板子又全部旋转成正常板子了。”

后来客户找他们PCB工厂调查此事，话说工厂有一个CAM工程师叫牛震天，他做板十几年，号称阅板无数。

这个牛震天接到客户的GERBER文件，打开一看，就惊呼道，这是谁设计的板子，设计工程师也太LOW了点吧，方方正正的板子，还做个旋转，这多浪费材料的利用率,土豪也不能这样干，老夫做板十几年，从来没有见过这种异常，我要给它旋转回去，我要给客户省一笔材料费，我要让客户乐上天。说完他双手充满真气，上下翻飞，电光火石间，就将板子旋回原形，开始了后面的工程制作，直到板子上线。

牛震天讲得确实有一些道理，板子旋转回去以后，板材的利用率会上升很多，但工厂只考虑了成本，却没有考虑玻纤效应对信号的影响。

后来我们为了防止做了旋转角度的高速板子，再被工厂的CAM工程师旋转回去，我们决定将所有旋转后的板子上都加个工艺边，这样我们收到的板子，就是外形方方正正，旋转的板子嵌在正中间。