微波技術 - PCB中玻璃纖維效應的原理分析

實用設計 PCB電路板, 經常看到一些工程師追求線條藝術, 將線路放在電路板上水准甚至垂直, 看起來很漂亮, 但有些工程師走的路線是萬萬無一失, 喜歡把事情搞砸, 工程師們總是追求短途行走, 可以橫著走，直線永遠不會橫著. 那麼，各種佈線管道背後有什麼區別嗎? 本文將介紹PCB佈線的科技和藝術.

1、橫向和縱向問題

PCB的基本資料是覆銅板。 現時常用的FR-4是以電子玻璃纖維布為增强資料，浸泡在環氧樹脂中，覆蓋一定厚度的銅箔，然後熱壓加工而成。

在低頻時，玻璃纖維布對PCB的電效能影響很小，囙此可以認為介質是均勻的。 然而，在高頻下，介質層的局部特性會對PCB的電效能產生很大的影響。

不同玻璃纖維織物的經紗和緯紗的寬度和間距不同。 如果佈線策略是水准和垂直的，PCB佈線始終與基板邊緣成0°或90°，這將導致傳輸線的方向平行於玻璃纖維的經緯方向。 此時，將出現以下幾種情況：傳輸線位於經向玻璃束正上方，傳輸線位於帶狀玻璃束正上方，傳輸線位於兩個經向玻璃束之間，傳輸線位於兩個帶狀玻璃束之間。

因為玻璃纖維布的相對介電常數與環氧樹脂的相對介電常數相差很大（環氧樹脂約為3，玻璃纖維布約為6）。 囙此，板面不同位置的介電常數不同，導致板面不同位置的阻抗不同。 同時，由於位置不同，同一阻抗線的介電常數不均勻。 對差异對的影響更為明顯，這可能導致眼圖崩潰。

PCB中玻璃纖維效應的原理分析

根據以上解釋，水平線和垂直線雖然很漂亮，但不一定實用，在實際設計中，必須以功能表現為主，美觀藝術其次，當然是既好又好看

實際設計中可能不總是出現問題，這可能取決於以下因素：

差分接線正是一個在玻璃纖維束上，一個在環氧樹脂上；

線條的寬度和長度；

公共汽車的速度等等。

2、解決方案

上述現象的可能解決方案如下：

避免玻璃纖維束的編織間距；

微分線間距正好避免了玻璃纖維束的編織間距；

鋸齒線；

有角度的線；

設計師輪換設計；

PCB製造商旋轉基板；

使用高端基材；

使用更緊密的玻璃纖維資料（玻璃纖維束編織間距小）；

電向上遷移（DESKEW）；

新增電力餘量等。

以上簡要介紹了PCB中的玻璃纖維效應。 在實際設計過程中，短物理距離當然非常重要，如延時，但同時，要根據佈線難度、傳輸線特性等選擇合理的佈線管道，使設計盡可能具有藝術性。