HDIのクロスストークとインピデンスの不連続性を減らすプリント基板設計

高密度インターコネクト（HDI）は、より小さなデバイスでより高い機能に対する二倍の需要に対する答えとなっています。しかし、HDIは独自の問題を引き起こし、特に信号の完整性に関して、今日の記事で2つの問題を探索します：クロスストークとインピデンスの不連続性。

クロストーク

現代で高密度相互接続 プリント基板レイアウト、クロストーク管理は主要な設計焦点です。デザイナーは、高密度相互接続 プリント基板ルーティングには、スペースルールを厳格に遵守する必要があります。クロスストークは、1つのトレースによって生成される電磁場が別のトレースに干渉し、信号の明確さを低下させ、ククノイズを引き起こし、時にはタイミングエラーを引き起こすときに発生する問題です。精細な線とその狭い間隔が定義する高密度相互接続 プリント基板構造もこれらの問題を増加させるものです。現代で高密度相互接続 プリント基板レイアウト、クロストーク管理は主要な設計焦点です。

例えば、5Gモジュールの高周波数は、クロストークを悪化させ、わずかな干渉でもデータ転送プロセスを扭曲し、大きなエラー率を高めることができます。必然的にクロストークを引き起こすこれらの状況を避けることを忘れないでください: 高速信号の長い並行ルーティング, 細いピッチのレイアウトで不十分な間隔, 差異ペア間の適切な隔離の欠如.

インピデンス不連続性

エンジニアが働く高密度相互接続 プリント基板これらの不連続性は慎重に最小限に抑えなければなりません。制御インピーダンスは,信号が伝送線を通じて予測可能に移動する条件です.イン高密度相互接続 プリント基板レイアウト、不連続性は、幾何学または材料の特性の突然な変化が信号反射を引き起こすときに発生します。

- microviasおよびスタックされたviasの直径の突然の変化は、局所化されたインピーダンスの不一致を引き起こすことができます

- トレース幅と間隔の小さな偏差は、より高い周波数で増幅エラーを引き起こします

- 介電厚さとの不一致、およびミクロンレベルでさえシフトはインピデンスの安定性に影響を与えることができます

介電常数または損失因子の変化も計算を傾斜させることができます

取り組ませず、これらの不連続性は反射、取取り込み損失、および解解解消された眼図として現れます。

スタックアップ戦略

よく計画された高密度相互接続 プリント基板スタックアップは、信号損失と信号変形の両方を減らすのに役立ちます。良いスタックアップは,電気性能と製造性のバランスを取ることを目指します.

- インピデンスを安定させるために一致した介電厚さを維持します

- 扭曲を引き起こし、インピーダンスを - 扭曲することができる不対称銅の重量を避ける

- 細いピッチの相互接続を作成するために - 樹脂コートされた銅フィルムで層を構築します

- これらの地面と電力の平面を戦略的に配置し、より敏感な信号を保護し、電磁干電電を減らすために。

対称的なスタックアップは,傾斜を減らすことができるより良い機械的信頼性のため,高度なパッケージングに推奨されます.

トレースルーティングガイドライン

これらのルーティングルールは、密度の高い場所で特に重要です。高密度相互接続 プリント基板デザイン

・業界全体で定められた実践は、常に標準信号のライン幅の3倍、クリティカル信号の5倍のトレーススペースを行うことです。これらは3Wルールと5Wルールとも呼ばれています。

- 差別ペア内の緊密なカップリングは 、 、 、 、 、 、 、異差ペア内の緊密なカップリングは 、 、差差差異ペアペア内の緊密なカップリングは 、 、 、

- 隣接する層では、正方形ルーティングと呼ばれるもので互いに垂直な信号を指向します。これは、広側カップリングを減らす目的です

- 高速信号間の接地されたガードの痕跡は、密集したルーティング領域のカップリングを減らすことができます

デザイン経由

Viasの最適化高密度相互接続 プリント基板インダクタンスを減らし、全体的な信頼性を高めます。設計実践による堅固さは製造時に重要です高密度相互接続 プリント基板通信および航空宇宙アプリケーション。高密度相互接続 プリント基板注意深い最適化が必要な microvias および via-in-pad 設計に重いので、vias 自身はインピデンスの不連続性の源です:

- 通孔Viasの反射を減らすためにバック掘削によって未使用のスタブを取り除く

- 信頼性を向上させ、部品の取り付けのための平面表面を確保するために樹脂で満たされたViasを使用します

- それらが密集であるとき、再び信頼性を向上させるためにあなたの堆積されたmicroviasを強化します

- メッキされたパッドの通りを使用して下さい または VIPPO は インダクタンスを減らし、信号経路を短縮し、より高い周波数の下での性能を向上させる

材料

高度な材料の選択は安定性のために不可欠です 高密度相互接続 プリント基板 パフォーマンス。この材料の選択は、どれほど良いかを決定します。高密度相互接続 プリント基板ストレスの下で動作する。私たち自身は標準FR-4の高速に不十分であることを見つけます高密度相互接続 プリント基板高い介電損失により、これらの材料を推奨します：

- 低Dkおよび低Dfラミネートは安定したインピデンスを提供し、また信号損失を減らすことができます

- ポリイミドシステムは航空宇宙および防衛アプリケーションのために非常に貴重な高い熱安定性を提供します

- 無接着ラミネートはまた介電厚さの変動性を最小限に抑え、したがって一致性を改善できます

- 高度な樹脂システムは水分吸収が問題になるアプリケーションにも素晴らしいです

シミュレーション

シミュレーションツールにより、予測が可能になります高密度相互接続 プリント基板生産前の問題数年前に利用できなかった多くのシミュレーションツールから利益を得て、次のステップに移動する前に問題を予測できます

- 信号の整合性、またはSIシミュレーションは、クロストークおよびインピデンスの不一致を予測するのに役立つことができます

- 時間域反射計、またはTDRは、正確なインピデンスプロファイルを提供し、不連続性を検出することができます

- 目図分析はクロストーク、ジター、反射および他の行動の累積的な効果を明らかにすることができます

製造前にこれらのシミュレーションツールを利用し,その結果をサンプル上で行われたテストと組み合わせて,想像可能なあらゆる状況に対して製品を準備します.

製造性のための設計

製造業者との一贯したコミュニケーションは高密度相互接続 プリント基板コストとパフォーマンスの両方を達成します。

• 最小限のトレースと最小限のスペースに関する必要条件をメーカーと確認することを忘れないでください
• メッキングの空白を避けるために、マイクロビアのアスペクト比を限界内に保つ
• 密度の高いレイアウトは、許容が現実的でなければ必然的に収益率を減らします

展望して、高密度相互接続 プリント基板ミニチュアライゼーションと高速機能の核心的な可能性を維持します。高密度相互接続 プリント基板私たちの時代が要求するより小さくなるデバイスのためのユニークなソリューションですが、その信号はクロスストークインピデンス不連続性の二重の脅威のククロクロスストークインピデンス不連続性のこれらしいものです。しかし、これらの問題は良い設計で制御することができ、プロジェクトの安全を維持するために常に上記のガイドラインを参照することができます。