高速先生成员--黄刚

随着5G、算力中心、智驾等产品的速率一路飙升，表层高速信号的传输质量越来越“娇贵”——阻抗变一点、损耗多一点，可能就导致信号误码、产品失效。大家都盼着表层高速线能有稳稳的阻抗，而且插入损耗控制在仿真预期范围内，有梦想总是好事，但高速先生必须给大家泼盆冷水：别光盯着线宽和介质层了，回头看看你板上的绿油——那个看似只用来保护线路、防止走线氧化的“配角”，它的影响度可能超出你们的想象哦！

 

                         

    

之前的文章有说过表层铺绿油和不铺绿油对高速信号的影响，也分享过了低损耗绿油和普通绿油时高速信号损耗的差异，那作为绿油影响三部曲的最后一部，今天我们来讲讲PCB绿油厚度对信号的影响。PCB加工流程里，绿油是在蚀刻完成后喷涂或印刷上去的，经过曝光、固化后成型，核心作用有两个：一是保护表层铜箔，防止氧化、刮伤；二是阻止焊接时焊锡粘连到非焊盘区域，避免短路。说到这，先简单问大家一个问题：你的朋友平时在设计PCB时，会明确要求绿油厚度吗，估计很多人都是默认板厂标准，觉得只要能盖住铜箔就行？别不承认，可能你就是高速先生说的其中一位朋友哈！

 

 

行吧，那我们用一个具体的仿真例子分析下绿油厚度的影响哈。下图是高速先生设计的一款测试板里面的一对表层差分走线，设计阻抗为100欧姆，用的是M6级别的板材，上面覆盖绿油。

 

 

 

首先看看这对信号加工后的切片图，线宽线间距，介质厚度、铜箔粗糙度情况以及绿油厚度等各种加工因素都在里面。

 

 

 

那我们把这对差分线带绿油的3D仿真模型建立出来，大概就是这个样子哈。

 

 

 

从横截面的角度看，就能更直观的看到表层差分线上面盖着的绿油了。

 

 

 话不多说，我们就开始扫描不同绿油厚度对这对表层高速信号的影响，扫描绿油厚度从0.2mil到1.2mil的变化过程，就是下面这个动图所示了:

 

 

经过七七二十一分钟的仿真，扫描结果出来了，首先我们看看大家最关心的阻抗的变化：

 

 

 

可以看到，随着绿油的厚度变厚，阻抗就慢慢降低，从0.2mil到1.2mil的厚度变化，差分阻抗也从大概104欧姆降低到98欧姆，阻抗变化超过5个欧姆！！！

 

 

 

还没完呢？你以为绿油厚度的变化只会影响阻抗啊，那你铁定就错了，它还会影响另外一个重要的参数，那就是插入损耗！下图是绿油厚度变化对插损的影响：

 

 

 

同样的，随着绿油厚度的增加，插损是逐渐变大的，从0.2mil到1.2mil，插损大概有20%左右的影响！感觉甚至比我们更容易想到的不同铜箔粗糙度的影响还要大是不？

 

 

 

看了上面的验证结果，大家有没有一阵后怕的感觉？最后，高速先生再强调一句：PCB加工中，没有所谓的“无关紧要”的工艺环节，尤其对于高速信号而言，绿油厚度这种看似不起眼的细节，往往也会成为影响信号质量的关键哈！