PCB中的玻纤效应原理分析

实际设计PCB的时候，经常看到有的工程师追求走线艺术，将电路板上的走线走得横平竖直的，看起来非常美观，而有的工程师的走线则是弯弯拐拐的，喜欢以乱易整，还有的工程师永远追求最短距离走线，能斜着走线的决不横平竖直。那么这各种走线风格背后有没有什么区别呢，本文就一一道来，介绍介绍PCB走线的技术和艺术。

1、横平竖直的问题

PCB的基础材料是覆铜板，目前常见的FR-4是以电子玻纤布为增强材料，浸以环氧树脂， 覆以一定厚度的铜箔，再经热压处理而成。

低频时玻纤布对PCB的电气性能影响较小，可以认为介质是均匀的，但高频时，介质层局部特性将会对PCB的电气特性有很大影响。

不同的玻纤布，经纬纱线的宽度及其间距大小也不一样，如果按横平竖直的布线策略，则PCB走线始终与基板边缘呈0°或者90°，这样会导致传输线方向与玻纤经纬向平行，此时会出现几种情况：传输线在经向玻纤束正上方，传输线在纬向玻纤束正上方，传输线在两根经向玻纤束中间，传输线在两根纬向玻纤束中间。

由于玻纤布的相对介电常数和环氧树脂存在较大差异（环氧树脂约为3，玻纤布约为6）。因此板面不同位置的介电常数存在差异，从而导致板面不同位置阻抗的差异。同时，同一阻抗线，由于位置不同，介电常数也不均匀。对于差分对的影响更为明显，可能导致眼图塌陷。

根据上述解释，横平竖直的走线虽然很美观，但不一定实用，实际设计中，一定是功能性能优先，美观艺术其次，最好的当然是既好用又好看啦~

实际设计中也不是一定会出问题，可能取决于以下一些因素：

差分走线正好一根在玻纤束上，一根在环氧树脂上；

走线的宽度、长度等；

总线的速率等等。。。

2、解决办法

针对上述现象，可能的一些解决方式如下：

走线避开玻纤束的编织间距；

差分走线间距正好避开玻纤束的编织间距；

之字形走线；

带一定角度的走线；

设计人员旋转设计；

PCB厂家旋转基板；

使用高端基板材料；

使用更紧密的玻纤材料（玻纤束编织间距小）；

电气上去偏移（deskew）；

增大电气余量等等。。。

以上就是针对PCB中的玻纤效应的简单介绍，实际设计过程中，物理距离最短肯定是非常重要的，这样时延会最小，但同时还需要根据布线难度、传输线特性等选取尽量合理的走线方式，同时尽量让设计美观艺术。