تقليل انقطاع الكلام المتقاطع والمقاومة في HDI تصميم الدوائر المطبوعة

كان ارتباط الكثافة العالية، أو HDI، هو الإجابة على الطلب المزدوج على وظائف أعلى في الأجهزة الأصغر. لكن HDI يثير مشاكله الخاصة، وخاصة مع سلامة الإشارة، والتي سنستكشف اثنين منها في مقالنا اليوم: التقاطع المتقاطع والمقاومة.

كروستالك

في الحديثة لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة تخطيطات ، وإدارة المتقاطعة هي التركيز الرئيسي على التصميم. ويؤكد المصممون على أن لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يتطلب التوجيه الالتزام الصارم بقواعد المسافة. Crosstalk هي مشكلة تنشأ عندما تتداخل المجالات الكهرومغناطيسية التي تولدها أثر واحد مع أثر آخر ، مما يقلل من وضوح الإشارة ، مما يؤدي إلى ضوضاء ، وأحيانا في أخطاء التوقيت. الخطوط الدقيقة والمسافات الضيقة التي تحدد لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة الهياكل هي أيضا بالضبط ما يزيد من هذه المشاكل. في الحديثة لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة تخطيطات ، وإدارة المتقاطعة هي التركيز الرئيسي على التصميم.

التردد العالي، في وحدة 5G على سبيل المثال، يزيد من سوء الاتصالات المتقاطعة، والتي يمكن حتى التدخل الطفيف تشويه عملية نقل البيانات وزيادة معدلات الأخطاء الكبيرة. تذكر تجنب هذه المواقف التي تؤدي حتما إلى الحديث المتقاطع: التوجيه المتوازي الطويل للإشارات عالية السرعة ، والمسافات غير الكافية في التخطيطات الدقيقة ، وعدم العزلة المناسبة بين الأزواج التفاضلية.

انقطاع المقاومة

المهندسين الذين يعملون مع لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يجب تقليل هذه الانقطاعات بعناية. المقاومة المسيطرة هي شرط للسفر بشكل متوقع للإشارات عبر خط نقل. في لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة تحدث التخطيطات والانقطاعات عندما تسبب التغييرات المفاجئة في الخصائص الهندسية أو المادية انعكاس الإشارة.

- التغييرات المفاجئة في قطر microvias و vias مكدسة يمكن أن تسبب عدم مطابقة المقاومة المحلية

- الانحرافات الصغيرة لعرض التتبع والمسافات تسبب أخطاء مضخمة في ترددات أعلى

- عدم الاتساق مع سمك العازل، والتحولات حتى على مستوى الميكرون يمكن أن تؤثر على استقرار المقاومة

- التغييرات في ثابت العازل الكهربائي أو عامل الخسارة يمكن أيضا تشويه الحسابات

غير معالجة ، تظهر هذه الانقطاعات على شكل انعكاسات ، وفقدان الإدراج ، ومخططات العين المشوهة.

استراتيجيات التراكم

مخطط بشكل جيد لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة التراكم يساعد على تقليل كل من فقدان الإشارة والتشويه. يسعى التراكم الجيد لتحقيق توازن بين الأداء الكهربائي والقدرة على التصنيع:

- الحفاظ على سمك عازل ثابت من أجل استقرار المقاومة

- تجنب أوزان النحاس غير المتماثلة التي يمكن أن تسبب التشوه وتشويه المقاومة

- بناء طبقات مع أفلام نحاسية مغلفة بالراتنج من أجل إنشاء اتصالات دقيقة

- وضع هذه الطائرات الأرضية والطاقة باستراتيجية، وحماية الإشارات الأكثر حساسية وذلك من أجل تقليل التداخل الكهرومغناطيسي.

غالبا ما ينصح بالتراكم المتناظر للتعبئة والتغليف المتقدمة لتحسين الموثوقية الميكانيكية التي توفرها والتي يمكن أن تقلل من الانحراف.

مبادئ توجيه تتبع

هذه قواعد التوجيه مهمة بشكل خاص في الكثافة لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة تصاميم.

وتتمثل الممارسة المكرسة على نطاق الصناعة في القيام دائما بتتبع المسافة ثلاث أضعاف عرض الخط للإشارات القياسية وخمس أضعاف للإشارات الحرجة. هذه المعروفة أيضا باسم قاعدة 3W وقاعدة 5W

- ربط ضيق داخل الأزواج التفاضلية يمكن أن تضمن مناعة الضوضاء، ولكن ليس من الأقل أهمية للحفاظ على المسافة الكافية من الإشارات المجاورة

- على الطبقات المجاورة ، توجه الإشارات عمودية لبعضها البعض في ما يعرف باسم التوجيه المستقيم. هذا لغرض تقليل ربط الجانب العريض

- يمكن أن تقلل آثار الحراسة الأرضية بين إشارات عالية السرعة أيضًا من الاقتران في مناطق التوجيه الكثيفة

عن طريق التصميم

تحسين vias في لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يقلل من الحث ويعزز الموثوقية العامة. ممارسات التصميم القوية مهمة عند التصنيع لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة تطبيقات الاتصالات والفضاء. لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة ثقيلة على تصاميم microvias و via-in-pad ، والتي تتطلب تحسين دقيقًا ، لأن vias هي نفسها مصدرًا للتوقفات في المقاومة:

- إزالة المقاطع غير المستخدمة عن طريق الحفر الخلفي من أجل تقليل الانعكاسات في عبر ثقب vias

- استخدام الراتنج المملوءة فيا لتحسين الموثوقية وضمان الأسطح المسطحة لتركيب المكونات

- تعزيز microvias مكدسة عندما تكون كثيفة، مرة أخرى لتحسين الموثوقية

- استخدام Via-in-Pad المطلي فوق أو فيبو ، لتقليل الحث وتقصير مسارات الإشارة ، من أجل تحسين الأداء تحت ترددات أعلى

المواد

اختيار المواد المتقدمة ضروري للاستقرار لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة أداء. هذا الاختيار من المواد يحدد مدى جيدة لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة يعمل تحت الإجهاد. نحن أنفسنا نجد قياسية FR-4 غير كافية للسرعات العالية لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة بسبب خسارتها العازلة العالية العالية ، والتي نوصي بها هذه المواد:

- منخفض-Dk وانخفاض-Df laminates يمكن أن توفر مقاومة مستقرة وأيضا تقليل فقدان الإشارة

- أنظمة البوليميد توفر استقرار حراري عالي، قيمة جدا لتطبيقات الطيران والدفاع

- يمكن للطبقات غير اللاصقة أيضًا تقليل التباين في سمك العازل وبالتالي تحسين الاتساق

- أنظمة الراتنج المتقدمة رائعة أيضًا للتطبيقات التي سيكون فيها امتصاص الرطوبة مشكلة

محاكاة

أدوات المحاكاة تجعل من الممكن التنبؤ لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة قضايا قبل الإنتاج. استفيد من العديد من أدوات المحاكاة غير المتاحة قبل سنوات عديدة فقط، والتي يمكنك من خلالها توقع المشاكل قبل الانتقال إلى الخطوة التالية

- سلامة الإشارة ، أو محاكاة SI يمكن أن تساعدك على التنبؤ بعدم تطابق المتقاطع والمقاومة

- يمكن لقياس انعكاس المجال الزمني ، أو TDR ، توفير ملفات تعريف للمقاومة الدقيقة والكشف عن عدم الاستمرارية

تحليل الرسم البياني للعين يمكن أن يكشف عن الآثار التراكمية للتحدث المتقاطع والتوتر والانعكاسات وغيرها من الإجراءات

استفد من هذه الأدوات المحاكاة قبل التصنيع ثم جمع نتائجها مع الاختبار على العينات لإعداد منتجك لكل مزيج من الظروف الممكنة.

تصميم للقدرة على التصنيع

الاتصال المتسق مع المصنعين يضمن لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة تحقيق أهداف التكلفة والأداء.

• تذكر أن تؤكد مع الشركة المصنعة متطلباتك للحد الأدنى من التتبع والحد الأدنى من المساحة
• ابقي نسب جانب الميكروفيا الخاصة بك ضمن الحدود لتجنب فراغات الطلاء
• ستقلل التخطيطات الكثيفة حتماً من العائدات إذا لم تكن التسامحات واقعية

نتطلع للأمام، لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة سيبقى عاملاً أساسياً في مجال التصغير والوظائف عالية السرعة. لوحة دوائر مطبوعة عالية الكثافة هي الحل الفريد للأجهزة الأصغر والأصغر التي يتطلبها عصرنا ، ولكن إشاراتها فريسة للتهديد المزدوج لتوقفات مقاومة المتقاطعة. ولكن يمكن التحكم في هذه المشاكل بتصميم جيد، ويمكنك دائما الرجوع إلى المبادئ التوجيهية أعلاه للحفاظ على آمان مشروعك.