影響串?dāng)_的因素

前面講了串?dāng)_的分類(lèi)和飽和長(zhǎng)度，以及其對(duì)信號(hào)的影響，那么影響串?dāng)_的因素有哪些？

線(xiàn)間距

近端串?dāng)_，線(xiàn)間距越大，不管是表層走線(xiàn)還是內(nèi)層走線(xiàn)，串?dāng)_越小。

遠(yuǎn)端串?dāng)_，線(xiàn)間距越大，串?dāng)_越小。

在實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，相對(duì)于串行信號(hào)，DDR并行信號(hào)是需要更多關(guān)注線(xiàn)間距影響串?dāng)_

介質(zhì)厚度和介電常數(shù)

介質(zhì)厚度

通過(guò)相關(guān)的仿真，先量化一下介質(zhì)厚度對(duì)互容互感的影響。

介質(zhì)厚度為3mil:

介質(zhì)厚度為6mil:

仿真結(jié)果說(shuō)明：介質(zhì)厚度變大，互容和互感變大，就本例數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，互容：0.00992-->0.08674，互感：0.01015-->0.19291。

說(shuō)完介質(zhì)厚度對(duì)互容互感的影響，還可以通過(guò)仿真來(lái)量化串?dāng)_的噪聲幅度。為了便于比較，介質(zhì)厚度取值為3mil，6mil，9mil，其他參數(shù)保持一致，修改阻抗值，保證入射電壓的相同，只關(guān)注介質(zhì)厚度對(duì)串?dāng)_的影響。

仿真得出相關(guān)的結(jié)果如下：

近端串?dāng)_--微帶線(xiàn)

近端串?dāng)_--帶狀線(xiàn)

遠(yuǎn)端串?dāng)_--微帶線(xiàn)

近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_的仿真結(jié)果說(shuō)明，介質(zhì)厚度越大，串?dāng)_越大。所以產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，盡量使用薄介質(zhì)。介質(zhì)厚度和阻抗成正比，線(xiàn)寬和阻抗成反比。介質(zhì)厚度變薄，為了保證阻抗，就需要將信號(hào)線(xiàn)變細(xì)。

常規(guī)工藝的線(xiàn)寬一般控制在≥2.5mil，介質(zhì)的厚度一般控制在≥2mil。一般成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)板厚是固定的，比如1.6mm，2.0mm 等，信號(hào)層和電源層數(shù)也是相對(duì)固定的，在這種情況下介質(zhì)厚度也是相對(duì)比較固定的，所以，介質(zhì)厚度對(duì)串?dāng)_是有影響，但可調(diào)的空間不大。

介電常數(shù)Er

將介質(zhì)常數(shù)取值為3.3和4.5，其他參數(shù)保持一致，修改阻抗值，保證入射電壓的相同，只是比較介質(zhì)常數(shù)對(duì)串?dāng)_的影響。

需要說(shuō)明的是，這里介電常數(shù)取值3.3和4.5是基于常見(jiàn)的不同等級(jí)材料的數(shù)值。比如M6等級(jí)材料的介電常數(shù)，最小值在3.3左右。如下圖：

FR4等級(jí)材料的介電常數(shù)，最大值在4.5左右，如下圖：

相關(guān)仿真的波形與數(shù)據(jù)如下：

微帶線(xiàn)

帶狀線(xiàn)

仿真的結(jié)果說(shuō)明，介電常數(shù)對(duì)串?dāng)_的影響比較小。微帶線(xiàn)差別在0.001mv，帶狀線(xiàn)的串?dāng)_是相等的。

之所以把介質(zhì)厚度和介電常數(shù)放在一起作為串?dāng)_的影響因素，是因?yàn)樵诋a(chǎn)品的疊層設(shè)計(jì)中，這兩者是相互影響的。介電常數(shù)和阻抗成反比，介質(zhì)厚度和阻抗成正比，板材好的材料相對(duì)介電常數(shù)就會(huì)小，阻抗變大，為了保證阻抗不變，介質(zhì)厚度就要變小，串?dāng)_變小。

耦合區(qū)域長(zhǎng)度

關(guān)于耦合長(zhǎng)度，不管是近端串?dāng)_還是遠(yuǎn)端串?dāng)_，需要注意是否飽和的情況：

未飽和時(shí)，耦合長(zhǎng)度越長(zhǎng)，串?dāng)_越大

飽和時(shí)，耦合長(zhǎng)度與串?dāng)_無(wú)關(guān)

還要注意的是，近端串?dāng)_很容易飽和，遠(yuǎn)端串?dāng)_不容易飽和。

上升邊時(shí)間

近端串?dāng)_

未飽和時(shí)，上升邊越小，串?dāng)_越大

飽和時(shí)，上升邊時(shí)間與串?dāng)_無(wú)關(guān)

遠(yuǎn)端串?dāng)_

上升邊越小，串?dāng)_越大，針對(duì)的是微帶線(xiàn)情況。

減小串?dāng)_的措施

增大信號(hào)之間的間距，常見(jiàn)的就是3W或者3H，高速信號(hào)常見(jiàn)就是5H或者7H

減小耦合區(qū)域長(zhǎng)度，未飽和時(shí)，串?dāng)_噪聲與耦合長(zhǎng)度成比例，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)規(guī)范會(huì)明確并行長(zhǎng)度范圍來(lái)控制耦合

盡量選擇帶狀線(xiàn)，帶狀線(xiàn)介質(zhì)材料相對(duì)均勻，串?dāng)_管控相對(duì)比較容易

連接器或封裝設(shè)計(jì)減少公共返回GND引腳

介質(zhì)厚度盡量薄，也就是盡量靠近返回平面