PCB的层压板的微小变化可能会破坏整个数据路径

作为简要概述，差分信号已成为电子元件连接的主要方式。对于因特网上的任何和所有流量，差分信令是数据通过铜互连从一个地方移动到另一个地方的方式。

从PCB层压板的角度来看，如果不考虑这些路径的设计和制造方式，构成PCB的层压板的微小变化可能会破坏整个数据路径。偏斜的主要原因来自几个来源，包括差分对的两侧长度的差异以及差分对的两侧的速度差异。使用现代布局工具，差分对两侧的机械长度可轻松匹配至小于1皮秒，因此这不应成为偏斜的重要来源。

歪斜的一个微妙的潜在因素是PCB层压板中使用的玻璃编织。主要是，编织引起的歪斜是玻璃增强织物编织方式的结果。例如，如果差分对中的一个成员在玻璃束上行进更多而另一个在玻璃束之间的树脂上行进更多，则结果是该对的每一侧具有不同的速度，导致歪斜。并且，这种偏斜通常具有相当高的皮秒数。虽然差分链路可以容忍没有标准的偏斜量，但是在信号质量降低到数据丢失之前，通常接受的量是四分之一UI(单位间隔)。 UI是一个数据位的长度。表1中列出了常用日期速率及其单位间隔。

表1.常用数据速率及其可接受的单位间隔

在本文的第1部分中，我展示了相同测试PCB与两种不同玻璃编织样式(1080和3313)的偏斜差异。同样在第1部分中，我描述了玻璃布样式的各种数字标识，我注意到虽然每英寸有多少个螺纹和每种玻璃样式的螺纹尺寸都有标准，但玻璃束的标准没有标准。形成。而且，玻璃束的形成对高速差分对的质量影响最大，是否会引起偏斜。

鉴于偏斜对数据路径的影响，有五个提出的控制编织诱导歪斜的方法。它们包括：

以与编织成一定角度的方式布置差分对。

使用与玻璃编织成一定角度旋转的图稿制作每个PCB(迹线布线为X和艺术品中的Y.

以与玻璃纤维相同的间距对每对成员进行布线。

使用具有较低介电常数(DK)的玻璃。树脂的那种。

使用玻璃编织样式，玻璃以均匀的方式机械扩散，如1067,1078,1086和某些版本的3313.(玻璃编织样式的图片提供本文的第1部分)。

我们可以采用这些方法中的每一种来描述它们控制编织引起的歪斜的有效性。

与织法成一定角度的路线信号

一些OEM在其布局团队中强加了这种方法。它使布局操作复杂化并且可能使其成本更高。然而，已经表明，通过使迹线(或多或少)均匀地在玻璃束上和玻璃束上移动，可以使歪斜最小化。在许多情况下，没有足够的机械空间来允许这种“偏离角度”布线。因此，希望以另一种方式解决偏斜问题。

使用与玻璃编织成一定角度旋转的艺术品制作每个PCB(在图稿中将迹线布置为X和Y)

该解决方案要求制造商将PCB图形与层压板成一定角度，如图1所示。差分对(假设它们沿X和Y方向布线)将与编织成一定角度。如图1所示，浪费了大量电路板材料(红色区域)，这增加了整体电路板成本。再次，找到更好的解决方案会很好。

图1.定位面板使得差分信号成对地以层压材料中的玻璃编织角度行进。

以与玻璃纤维相同的间距布置每对成员

这种方法基于如下思想：如果差分对的迹线展开到与玻璃束相同的间距，则两者都将看到相同的变化并且偏斜将被最小化。测试PCB上的差分对(第1部分的图1)以这种方式布线。图2是显示几种常用玻璃样式的编织间距的图表。节距范围从14密耳到22密耳。假设该方法控制偏斜，则在密集PCB上难以实现宽间距。最好找到一种不会对PCB路由施加这种约束的替代解决方案。

图2.编织玻璃纤维尺寸

使用DK或介电常数低于树脂的玻璃

差异歪斜是由玻璃的DK和层压板中的树脂的巨大差异引起的。 (玻璃DK约为6，树脂DK约为3.)使用较低的DK玻璃应有助于缓解歪斜问题。已经使用低DK玻璃制造了几个测试PCB(例如：8313，DK≈4)。不幸的是，测试结果表明这种方法不能很好地工作使用玻璃编织样式，玻璃以均匀的方式机械铺展，例如1067,1078,1086和某些版本的3313

将纤维机械铺展在每个玻璃束中具有减少的效果传输线穿过PCB时看到的DK的变化。表2中的测试PCB由各种玻璃编织样式制成，其中一些是3313玻璃编织，其在两个方向上没有机械扩散。测试结果表明，玻璃的机械扩散导致非常低的偏斜，没有成本损失。

图3显示了1067玻璃机械扩散的偏斜结果。玻璃在水平(经向)和垂直(填充)方向上机械地展开。与先前描述的四种方法相比，玻璃的铺展是一种更安全，更便宜的减少差异偏斜的方法。依赖于机械扩散玻璃存在一个问题：没有标准可以定义玻璃何时适当铺展，并且每个供应商都采用不同的方式。图4显示了涂布玻璃的示例。

图3.机械涂布1067玻璃的斜度测试结果

依赖玻璃编织均匀性的潜在问题：

目前，编织玻璃行业推广玻璃编织，以便为构建PCB提供更均匀的激光钻孔盲孔。例如，表2中测试PCB中使用的3313和8313玻璃在两个方向上没有玻璃扩散，而之前使用另一个编织器的3313玻璃制造的测试PCB产生了极好的歪斜结果，因为玻璃均匀地散布在水平和垂直方向。另一个潜在的问题源于制造商将玻璃样式改变为未扩散的样式，导致偏差超过数据链所能容忍的程度。

表2.包括3313和8313在内的各种玻璃编织样式制成的10种材料的斜度测试结果* I-Speed IS#2是使用1035机械传播

图4.机械扩散玻璃的例子

用专门设计用于控制偏斜的材料解决歪斜问题

Isola开发了两种层压系统，GigaSync®和Chronon™，其设计旨在最大限度地减少不受玻璃编织影响的差分对中的偏斜。 GigaSync的损耗正切为.006，是一种适用于服务器刀片市场的中等损耗层压系统。 Chronon是一种超低偏斜极低损耗层压系统，适用于包含具有长数据路径和极高数据速率的超大背板的系统。它的损耗角正切为.003。

图5描述了从GigaSync和Chronon构建的电路板的测试结果。歪斜结果与所使用的玻璃样式无关，使得制造商通过改变玻璃样式来破坏设计的可能性大大降低。这两种材料系统的小偏斜满足了至少40Gb/S的数据链路的偏斜需求，而无需特殊的设计或制造方法。图5中的数据取自用于制造表2中列出的测试PCB的相同图形。在这些测试中，使用了Chronon和GigaSync层压板。

图5.使用Isola的GigaSync和Chronon构建的电路板的测试结果