标签: 铜箔

最初在实验室调试的时候，因为辐射超标，使用的是常用的导电泡棉 + 导电布的屏蔽结构，如下图所示， PCB 表面的普通作漏铜处理（绿油开窗），贴上导电泡棉后，再在后盖上贴上一层导电布，这样锁上后盖，导电布就通过导电泡棉对地短路，形成一个完整的屏蔽结构。（注：图中外壳是前盖，后盖在导电布上面，没有画出来） 使用前： 使用后： 从图上可以看出，此结构有比较好的屏蔽效果，尤其是 200Mhz 附近的频段。勉强算是可以通过，但是余量不高。高频部分的噪声也就没啥变化了甚至更糟。同时也实验了使用一种新型的“吸波材料”，就是前一阵子热卖的放在心脏前面的衣兜里可以防止手机对心脏的辐射，但是效果几乎没啥用处。也同时实验了将后盖的导电布换成铜箔，两者都是 0.1mm 厚度，铜箔效果稍微好一些，但是并不是很理想。 再加上，导电泡棉是内部泡棉，外面包裹导电布，一侧刷导电胶的结构，很容易因为泡棉老化变形而导致失效；导电胶导电效果也不是很理想；尤其是一次性要摆十几个泡棉，对于生产加工以及质量控制都不理想。 那么如果我们把铜箔贴紧板子，效果会怎么样？理论上说屏蔽效果肯定更好，因为间隙小了，辐射就更不容易泄露。由于铜箔是导电的，就需要增加一层绝缘塑胶。于是，结构如下。 测试波形如下： 从图上可以明显看出，底噪大幅度降低，说明铜箔起作用了但是尖峰反而更高了，为什么？本来的设想是用螺钉作为导体将铜箔对地短路，但实际上由于绝缘层压合以后无法剥离，所以螺钉对地短接不良，效果没能达到设计需求。那么再更改就需要想办法把铜箔对 PCB 的地更好的接触了。虽然理论上说，直接把螺钉位置的绝缘塑胶去掉是最理想的，但是实际铜箔生产中很难实现，所以最终选择的是将螺钉位置的铜箔伸出去一片“耳朵”，打螺钉的时候将耳朵弯下去一起打，实现对地的可靠连接。结构如下图： 实际测试效果如下： 底噪、尖峰都可以很好的通过了，余量充足。 虽然效果是达到了，员工操作也比较简单，但是剩下的问题就是这样的铜箔比较贵，一片差不多两块钱，而导电布加起来三四毛钱，所以，成本也是需要考虑取舍的了。 噪声虽然是电路设计的一大顽题，但是说起来不外乎就是接地 + 屏蔽，先不计成本，再逐步降本，细心大胆多次试验，终究是可以克服的。 新品设计流水账篇一：电量去那儿 新品设计流水账篇二：ESD 新品设计流水账篇三：接地位置对辐射的影响 新品设计流水账篇四：铜箔降噪实验

作者  王锐  高速先生团队成员   近日，大家可能都听说了一起香港豪车帮在深圳飙车的事件，交警查扣麦凯伦、法拉利、兰博基尼、GTR等各种豪车11台。   大家可能就要问了，这香港的豪车帮干嘛要跑到大陆来飙车呢？当事司机说了，香港道路窄，限速低，处罚严，听说大陆的路宽，又平坦。于是就申办了一次性临时入境行驶证，感受下驾驶乐趣，体验下巅峰感觉。据监控录像显示，跑车在深圳段的平均时速是214公里/小时左右，那最高时速可就不只214了，从深圳南山到达东莞地界仅用7分多钟。这样的速度，想想确实够巅峰，飞一般的感觉呀。   如果把这些豪车拉上碎石子路，而不是平坦的沥青路，还能不能体检这飞一般的感觉呢？   在高速信号设计中，也有豪车遇上碎石子路的现象，那就是，高速信号遇上了表面粗糙的铜箔。   在实际生产过程中，为了让铜箔能与介电材料(FR4, 玻璃纤维环氧树脂)更好的黏合，在copper与FR4的接合处会有较大的roughness。在PCB设计过程中，工程师或多或少都会考虑一下粗糙度的影响，那粗糙度对信号的影响到底是什么呢？是影响特性阻抗，还是影响损耗呢？影响又有多大呢？ 图(1) 1oz铜的表面粗糙度   图(2) 表面粗糙度微观图   在这里引入一个名词，趋肤深度，表达式为δ_s=√(21⁄πfμσ),f是信号频率，μ是导磁率，σ是导电率。当信号的频率越来越高，信号传输就越来越靠近导体的表面，趋肤深度越来越小，信号传输受粗糙度的影响就越来越严重。   有资料表明，表面粗糙度对特性阻抗影响不大(约0.5 ohm)，对插入损耗影响很大(可能超过30%)，粗糙面(roughness)与平坦面(flat)，在高频(趋肤效应区)对S21的影响可达1~2倍的差距，这样的说法是否合理呢？   下面，我们通过仿真对比，分析一下平坦面和粗糙面对插入损耗的影响：   仿真对象：外层、FR4介质厚度3.5、盖绿油、线长2000mil、铜厚0.5oz+plating、粗糙度1um。   图(3) TDR曲线   图(4) 插入损耗曲线   注：B=blue trace(无粗糙度），G=green trace(有粗糙度)    从曲线和表格中可以看出，粗糙度对阻抗的影响很小；高频的时候，粗糙度对传输线插入损耗的影响在20%左右，近乎五分之一，可想而知，五分之一的影响是很值得注意的，如果在PCB设计中忽略了这个影响，导致的后果将会是非常严重的。   “看得懂的高速设计”是一个自媒体品牌，由一博科技出品。我们用最浅显易懂的方式讲述高速设计的理论与案例。有问题，请微信与我交流，或回复本文。 微信公众号：一博_看得懂的高速设计

作者  王锐  高速先生团队成员   近日，大家可能都听说了一起香港豪车帮在深圳飙车的事件，交警查扣麦凯伦、法拉利、兰博基尼、GTR等各种豪车11台。   大家可能就要问了，这香港的豪车帮干嘛要跑到大陆来飙车呢？当事司机说了，香港道路窄，限速低，处罚严，听说大陆的路宽，又平坦。于是就申办了一次性临时入境行驶证，感受下驾驶乐趣，体验下巅峰感觉。据监控录像显示，跑车在深圳段的平均时速是214公里/小时左右，那最高时速可就不只214了，从深圳南山到达东莞地界仅用7分多钟。这样的速度，想想确实够巅峰，飞一般的感觉呀。   如果把这些豪车拉上碎石子路，而不是平坦的沥青路，还能不能体检这飞一般的感觉呢？   在高速信号设计中，也有豪车遇上碎石子路的现象，那就是，高速信号遇上了表面粗糙的铜箔。   在实际生产过程中，为了让铜箔能与介电材料(FR4, 玻璃纤维环氧树脂)更好的黏合，在copper与FR4的接合处会有较大的roughness。在PCB设计过程中，工程师或多或少都会考虑一下粗糙度的影响，那粗糙度对信号的影响到底是什么呢？是影响特性阻抗，还是影响损耗呢？影响又有多大呢？ 图(1) 1oz铜的表面粗糙度   图(2) 表面粗糙度微观图   在这里引入一个名词，趋肤深度，表达式为δ_s=√(21⁄πfμσ),f是信号频率，μ是导磁率，σ是导电率。当信号的频率越来越高，信号传输就越来越靠近导体的表面，趋肤深度越来越小，信号传输受粗糙度的影响就越来越严重。   有资料表明，表面粗糙度对特性阻抗影响不大(约0.5 ohm)，对插入损耗影响很大(可能超过30%)，粗糙面(roughness)与平坦面(flat)，在高频(趋肤效应区)对S21的影响可达1~2倍的差距，这样的说法是否合理呢？   下面，我们通过仿真对比，分析一下平坦面和粗糙面对插入损耗的影响：   仿真对象：外层、FR4介质厚度3.5、盖绿油、线长2000mil、铜厚0.5oz+plating、粗糙度1um。   图(3) TDR曲线   图(4) 插入损耗曲线   注：B=blue trace(无粗糙度），G=green trace(有粗糙度)    从曲线和表格中可以看出，粗糙度对阻抗的影响很小；高频的时候，粗糙度对传输线插入损耗的影响在20%左右，近乎五分之一，可想而知，五分之一的影响是很值得注意的，如果在PCB设计中忽略了这个影响，导致的后果将会是非常严重的。   “看得懂的高速设计”是一个自媒体品牌，由一博科技出品。我们用最浅显易懂的方式讲述高速设计的理论与案例。有问题，请微信与我交流，或回复本文。 微信公众号：一博_看得懂的高速设计