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层压板选择、信号完整性和其他权衡

news 2025/6/15 6:42:59

关于印刷电路材料，我有很多话要说，我觉得这非常有趣，而且所有候选人都带有“材料”这个词。无论出现在顶部的东西都是我最终选择的。我实际上会描述决策过程，因为我认为这很有趣，但首先要强调将我带到这里的职业旅程。

大约 23 年前，即 1995 年 10 月 1 日，我加入了 HyperLynx 的两位创始人，担任销售和营销总监。我是一名受过教育的机械工程师。他们向我解释说，数字信号完整性类似于水锤效应——最容易描述的是在老房子里快速打开或关闭水时听到的管道砰砰声（由于压力波）。（“响铃。”我对 PCB 相对较新，但在流体方面有很好的背景，在那之前，我在“主动”基于流体的电子冷却方面做过很多工作。

在新的演出开始几个月后，我偶然发现了李·里奇的一些作品。这并不难。当时，李的作品似乎无处不在。PCB West、PCB East、Printed Circuit Design、EE Times、EDN 的课程......我开始着迷于，Lee 似乎是信号完整性（以及介电常数和阻抗）如何受到材料选择和频率影响的唯一声音。就我对材料的理解而言，在某些方面，这些有点像石器时代，但我很感兴趣。多年来，我听到各行各业的工程师都在谈论 FR-4、这个或 FR-4 那个。EDA 软件营销人员也是如此 - 其中 99% 的人仍然这样做。Lee 说了一句你最近经常从 SI 大师那里听到的话，即材料的电气特性取决于 1）树脂系统，2）树脂含量，以及 3）信号频率（或开关速度）。从那时起，我阅读了 Lee 关于这个主题写的所有文章。事实上，令人惊讶的是，大多数 SI 作者大多都忽略了这个主题。事实上，这也是我对它着迷的一部分。

图 1.白板讨论（不，不是真实的图片，而是来自 Dilbert），大约 1997 年。

大约在 2006 年，Isola 与 Mentor Graphics 接洽，希望为 HyperLynx Stackup Editor 提供更详细的材料特性。我是 EDA 营销人员，我将该项目分配给了我从 Dell 的 SI 小组聘请的一位出色的 SI 工程师，但我们的软件开发团队正在努力为 DDRx、蓬勃发展的 SERDES 热潮和电源完整性开发解决方案。你只能做这么多。我们把它搁置了。当我离开 Mentor 时，我加倍致力于 PCB 材料选择和叠层设计，重点是信号完整性。这些仍然是我的热情所在。我自己的软件企业 Z-zero 就是出于这种兴趣而诞生的。主题本身就像一个虫洞。你走得越深，它似乎就越深。我很高兴能写下它，并感谢像 PCD&F 这样的论坛来这样做。

2015 年，Happy Holden 和 Clyde Coombs 请我为《印刷电路手册》写一章关于电气和机械设计参数的文章。当时，我正在层压板领域工作了五年，为 Nanya Plastics 工作。这五年帮助我对层压板有了更深入的欣赏和理解。正如我在章节中所写的那样，我的经验使这样一个概念具体化，“在构建将信号从 A 传输到 B 和 B 到 A 的印刷电路板（PCB）的过程中发生的一切都与信号质量相悖。这就是我们花这么多时间研究“信号完整性”的根本原因。电气世界和物理世界正在相互竞争。

这就是本专栏的内容，我欢迎您通过电子邮件发表评论、输入、见解和问题。我对这个主题真的很热情，可能有多少问题就有多少答案，但我会研究并寻求理解任何东西。这是一个深奥的、鲜为人知的话题。

哦，是的。。。命名列。材料世界 ...材料很重要 ...重要见证人 ...唯物主义。。。唯物。在某种程度上，我喜欢所有这些，所以我不得不想出一些淘汰的启发式方法。在我看来，Material Witness 听起来就像你家门口的几套西装，所以肯定是出来了。我喜欢所有其他名字的原因有很多。Material World 是麦当娜的歌，所以有点时髦/酷。Material Matters 还不错......我可以看到工程师们喜欢这个名字。唯物主义——一种与“唯心主义”形成对比的哲学立场——呈现出一种可能奏效的双关语。唯物主义听起来很酷，因为它听起来像 “supercalifragilistic”。当我感到被困住时，我有时会查阅 Google 机器，它揭示了以下内容：