玻璃编织周期性加载造成的额外痕量损失
在这篇论文中(最初在2010年设计大会上发表)，我们展示了玻璃编织造成的痕迹损失机制。许多PCB层压板由树脂或环氧树脂材料和玻璃织物组成。这两种材料的电性能大不相同。我们研究了介电不均匀性对由于玻璃编织的周期性加载而导致的信号损失的影响。周期性加载产生基共振，其中不连续点之间的距离为波长的一半。由于玻璃编织引起的周期性微量载荷及其影响先前被文献所忽略，可能是由于它将建立相对较高的半波共振。
详细介绍了一些关键因素，这些因素使得充分描述和理解这种效应非常重要。由于这些因素，玻璃编织周期性加载会在中频处引入额外的插入损耗。这些额外的损失在论文中使用实际的玻璃编织截面数据进行表征。探讨了参数依赖性。文中还说明了走线角度和走线长度对二次谐振模式的影响。在其他研究结果中，该论文表明，尽管45度路径是减少或消除玻璃编织效应的首选，但该策略并不能避免玻璃编织周期性加载造成的额外损失，事实上，它导致玻璃编织基频最低，因此可能是最有害的。
随着数据速率的不断增加，人们对理解导致信号衰减的信号路径的所有元素更感兴趣。本文提出了一种新的由玻璃编织周期性加载引起的输电线路痕量损耗机制。
许多PCB层压板由树脂或环氧树脂材料和玻璃织物组成。这两种材料的电学性质非常不同:玻璃的损耗非常低，介电常数接近6。另一方面，环氧树脂的介电损耗约为3%，介电常数在3左右或以下。许多出版物已经研究了这种非均匀性对差分偏度[1,2]、共模转换[2]等的影响。在本文中，我们研究了介电不均匀性对周期性加载引起的差分和单端信号损耗的影响。来自玻璃编织的周期性载荷是由于玻璃编织的周期性性质，它周期性地改变沿迹长度的损耗和介电常数。
传输线上的周期性负荷是一个相当容易理解的概念。它导致了一个基本共振，其中不连续点之间的距离是波长的一半。基波的谐波也存在于更高的频率上。单个重复加载距离将在反射剖面中引入一个峰值，并在相应的半波谐振频率处引入插入损耗的下降。峰值或倾角的大小取决于不连续的数量和不连续的物理大小。先前的研究已经检测了周期性加载(如平面剪切或空隙)对损耗[4]和串扰[5]的影响。
由于玻璃编织引起的周期性微量载荷及其影响先前被文献所忽略，可能是由于它将建立相对较高的半波共振;对于60密耳的玻璃编织节距，FR4中的半波共振约为45 GHz。许多因素使得现在充分描述和理解这种影响变得很重要。首先，随着数据速率的不断提高，我们越来越接近玻璃编织共振频率的基本原理。其次，由于共振倾角，损耗曲线斜率可能会进一步变陡，远低于基本共振。由于玻璃编织在中频处的周期性加载，这会导致插入损耗曲线中的额外损失。最后，根据相对于底层玻璃编织图案的走线路径(想象穿过器件引脚场的走线)，可以建立远低于由玻璃编织本身引起的基本共振的共振。此外，我们还表明，即使是直线走线，由于玻璃编织本身，根据迹线与玻璃编织的角度，也可以建立较低的频率共振。
在论文中，我们用实际的玻璃编织截面数据来描述这些额外的损失。使用3D现场求解器探索参数依赖关系，包括玻璃厚度的影响、与树脂表面的接近程度、玻璃编织的厚度和玻璃束的节距。不仅如此，我们还展示了走线角度和长度如何确定和设置不同的二次谐振模式。通过显示插入损耗和反射曲线作为不同玻璃编织的轨迹角度、路由方案和轨迹长度的函数来研究这一点。
下载全文PDF格式．主题包括:玻璃编织周期性加载，轨迹路线对玻璃编织角度的影响，蜿蜒轨迹路线的影响，以及测试结构测量。
参考文献
- Scott McMorrow, Chris Heard，“PCB层压板编织对千兆数据速率下差分信号电性能的影响”，DesignCon 2005, Santa Clara, CA。
- 克里斯·赫里克，托马斯·巴克，丁瑞华，“通过模拟约束玻璃编织效果”，2009年设计大会，加州圣克拉拉。
- 弗雷德Gardiol:损耗传输线．Artech House，诺伍德，马萨诸塞州，1987年。
- Gustavo Blando, Jason R. Miller, Istvan Novak, Jim Delap, Cheryl Preston，“由于周期性不连续导致的PCB走线衰减”，DesignCon 2006, Santa Clara, CA。
- Jason R. Miller, Gustavo Blando, Istvan Novak，“周期性平面切割引起的相声”，DesignCon 2007, Santa Clara, CA。
- IPC-4412A，修改件1，“E”玻璃印制板成品织物规范，2008年3月。
- Gustavo Blando, Jason R. Miller, Istvan Novak，“差动传输线不对称引起的损耗”，DesignCon 2007, Santa Clara, CA。
这篇论文发表于2010年设计大会。在这里下载全文。
