高速先生成員--黃剛

一個(gè)關(guān)于傳輸線損耗很簡單的理論就是，使用的板材的損耗因子（俗稱DF）越小，傳輸線的損耗也就越小。我們通常也就是按照DF來對板材進(jìn)行分類，例如DF大于0.02的板材，我們一般叫普通板材，例如普通FR4板材；DF在0.01左右的，我們叫低損耗板材；DF在0.005的，我們叫超低損耗板材。沒辦法，現(xiàn)在的板材廠商更新?lián)Q代得越來越快，DF從0.005的級別已經(jīng)逐漸降到了0.002，于是我們就祭出了各種“極限”稱呼，例如叫ultra-超低損耗板材。

這篇文章的來源也是比較偶然，是來自我們公司設(shè)計(jì)部同事Owen向高速先生Chris問的一個(gè)關(guān)于具體項(xiàng)目的技術(shù)問題。他的問題就是和摘要一樣，如果表層的走線到參考層穿過了高速板材和普通板材兩種介質(zhì)，那么最終參考到L3層上面的普通板材之后，是不是損耗就變成了普通板材的損耗了？

不知道粉絲們是怎么想的，Owen的擔(dān)心的確是有道理的，表層的走線參考L3層，最后到達(dá)L3后參考平面的時(shí)候，最后接觸到的是普通板材，這樣是不是損耗主要就是按照普通板材來呈現(xiàn)了呢？

可能會(huì)有部分人會(huì)同意這個(gè)觀點(diǎn)哈，但是Chris卻有自己的看法，于是繼續(xù)和Owen的對話。

是的，Chris的觀點(diǎn)是比單純用普通板材的損耗要有優(yōu)勢，但是肯定是達(dá)不到純用羅杰斯這個(gè)超低損耗板材的性能了。當(dāng)然Chris也不想說說而已，然后就答應(yīng)了Owen有空去量化下！

那Chris要怎么驗(yàn)證呢？其實(shí)也很簡單，只要對比下這三種case就好了。

說干就說，于是Chris就打開了3D建模軟件去進(jìn)行以上三種case的建模，傳輸線走線長度為500mil左右，前提肯定是要保證線寬是一樣的，不然就會(huì)多出線寬導(dǎo)致的損耗差異。第一步就是要量化出純普通FR4板材和純羅杰斯板材這兩個(gè)case的損耗差異。

上面兩者模型建完之后，唰一聲就跑出來，很快就得出了損耗結(jié)果，拉在一起進(jìn)行對比大概差異是這樣的！我們mark一個(gè)10GHz頻點(diǎn)的損耗，可以看到，純羅杰斯板材的優(yōu)勢還是很明顯的，還不到普通FR4板材的一半。

那么Owen擔(dān)心的模型來了，如果是L1到L2層是羅杰斯板材，L2到L3層是普通FR4板材時(shí)，到底同一根走線的損耗會(huì)是怎么樣的呢？

Chris于是建了第三個(gè)case的模型，如下所示： 

就是兩種板材混壓的模型，我們來看看這個(gè)case的損耗情況，到底這個(gè)case的損耗是怎么樣的呢？這次不強(qiáng)行增加懸念了，直接跑出來結(jié)果并和上面兩種case的損耗擺在一起來對比，就是下面這樣！

好家伙！竟然又被Chris“蒙對了”，兩種板材混壓之后，傳輸線的損耗會(huì)介于兩者中間，原因也很簡單，表層走線和L3層參考平面這個(gè)信號地的組合其實(shí)中間就是靠電磁場在里面運(yùn)轉(zhuǎn)來維系的，那么電磁場的路徑就是既走了普通板材區(qū)域，也走了高頻板材的區(qū)域，自然損耗就是介于兩者之間了。放心哈，高速板材還是沒有白用的哈，只是打了個(gè)骨折而已啦！Chris還沒來得及告訴Owen，文章就發(fā)出去了哈，希望他能看到哦！