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高速PCB如何得到无损传输线

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ID:1087304 发表于 2026-11-11 10:58 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
高速先生成员--姜杰
假如,走线线宽足够大,铜厚足够厚,铜箔粗糙度为零,介质损耗为零,走线的损耗有没可能归零?
如果大家是冲着标题来的,并期待得到独家秘籍,答案可能会让你失望了,损耗归零,恕难达成,起码目前的技术是做不到的。
了解板材的网友可能会说:我懂的,即便目前最顶级的高速板材,既做不到介质损耗为0,也做不到铜箔粗糙度为0,所以走线损耗达不到0也正常。


如果高速先生说,就算介质损耗为0而且铜箔完全光滑,损耗还是存在呢?
今天就用一个仿真案例,带大家捋一捋走线损耗的影响因素。
原始模型为M6级别的板材,差分走线的单线线宽1W,铜厚1T,铜箔类型为HVLP,走线长度1000mil,无辐射、无串扰的条件下,走线的损耗仿真结果如下:


想不到吧,简简单单的损耗,竟能整出这么多曲线来。多归多,但是很清晰,一讲你就懂:
Smooth Conductor Loss表示光滑(粗糙度为0)导体损耗;
Dielectric Loss表示介质损耗;
Smooth Attenuation表示考虑介质损耗的光滑导体损耗;
Conductor Loss with Roughness表示考虑粗糙度的导体损耗;
Attenuation with Roughness可以理解为总损耗。
这里重点关注总损耗,也就是Attenuation with Roughness,最靠下的天蓝色曲线:0.8dB@15GHz(本文使用15GHz作为频率观测点,下同)。
首先,看看最常用的手段,增加线宽对损耗的影响。将原模型走线线宽由1W增加至2W,此时损耗降低至0.59dB,不得不说,加线宽确实好用。


接下来,再比较铜厚的影响,将原模型走线铜厚由1T增加至2T,此时损耗由0.8dB减小至0.72dB,损耗也有一定的改善。


线宽和铜厚的增加,确实可以减小导体损耗,但是,这里的降低是限度的,其中,关于线宽的影响,高速先生之前有介绍过《线宽变大,损耗变小;线宽无限大,损耗无限小?》,铜厚也是类似的情况。
下一步,在原走线的基础上,把铜箔设置为理想光滑铜箔,也就是粗糙度设为零。


可以看到,这里的Conductor Loss with Roughness已经消失,总损耗由Attenuation with Roughness变成了Smooth Attenuation。此时的总损耗是0.723dB。
这个时候,大家一定很期待看到介质损耗的影响,安排:


同样在原走线的基础上,把介质损耗参数设置为0,相应的Dielectric Loss随之归零,总损耗减小为0.492dB。
虽然损耗大幅降低,但是别忘了,我们的目标可是让走线损耗归零。那么,综合考虑以上因素,也就是大线宽+厚铜+0粗糙度+0介质损耗,这里降一点,那里降一点,还是有可能的吧?试试看。
模型线宽设置为2W,铜厚2T,铜箔粗糙度和损耗因子都设置为0,看看效果如何:


损耗确实大幅降低至0.21dB,不过离归零还有距离。
铜箔粗糙度和损耗因子都已经设置为0,我猜你会说肯定是线路的铜箔还不够宽,不够厚。
抛开这个问题先不回答,高速先生给你看个数据:原始走线模型,注意,这里的线宽和铜厚都没有增加,铜箔粗糙度和介质损耗设置为0,再将铜箔的某个神秘参数调整至无穷大。


走线损耗神奇归零!
所以,损耗迟迟无法归零的原因不在于线宽和铜厚,而在于这个跟导体自身性质相关的参数——电导率!
总而言之,走线损耗主要由介质损耗和导体损耗构成。其中,导体损耗的影响因素大致分两类,一个是导体的几何特征,具体到走线,就是线长、线宽、厚度、表面粗糙度。另一个就是电导率。只不过,电导率是导体自身的特征参数,基本无法调整,大家关注的少也就在情理之中了。
问题来了:
电导率受哪些因素影响?
关于一博:
一博科技成立于2003年3月,深圳创业板上市公司,专注于高速PCB设计、SI/PI仿真分析等技术服务,并为研发样机及批量生产提供高品质、短交期的PCB制板与PCBA生产服务。致力于打造一流的硬件创新平台,加快电子产品的硬件创新进程,提升产品质量。
一博珠海板厂:
位于珠海经济开发区,坐拥PCB产业优质人才资源及完善的产业配套。专注于高端快件,提供高品质的高多层、高速、高精密、HDI等PCB生产制造。聚焦国内高端快件细分市场,PCB广泛应用于ATE、AI算力、服务器、工控、通信、汽车、医疗设备等领域。

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