Снижение перекрестных и импедантных разрывов в HDI PCB дизайн

Интерсоединение высокой плотности, или HDI, стало ответом на двойный спрос на более высокую функциональность в меньших устройствах. Но HDI поднимает свои собственные проблемы, в частности, с целостностью сигнала, из которых мы рассмотрим две в нашей статье на сегодняшний день: кроссток и прерывания импеданса.

Кроссталк

В современном Печатные платы с высокой плотностью трассировки макеты, управление кросстолком является основным фокусом дизайна. Дизайнеры подчеркивают, что Печатные платы с высокой плотностью трассировки маршрутизация требует строгого соблюдения правил интервалов. Кроссталк - это проблема, которая возникает, когда электромагнитные поля, генерируемые одним следом, мешают другому следу, снижая ясность сигнала, приводя к шуму, а иногда и к ошибкам в тайминге. Тонкие линии и их узкое расстояние, определяющие Печатные платы с высокой плотностью трассировки Структуры также являются именно тем, что усугубляет эти проблемы. В современном Печатные платы с высокой плотностью трассировки макеты, управление кросстоком является основным фокусом дизайна.

Высокая частота, например, в модуле 5G, ухудшает перекрестные разговоры, благодаря чему даже небольшие помехи могут исказить процесс передачи данных и увеличить большие показатели ошибок. Не забудьте избегать таких ситуаций, которые неизбежно приводят к перекрестному разговору: длительного параллельного маршрутизации высокоскоростных сигналов, недостаточного расстояния в тонко скоченных макетах и отсутствия надлежащей изоляции между дифференциальными парами.

Непрерывности импеданса

Инженеры, работающие с Печатные платы с высокой плотностью трассировки Знайте, что эти разрывы должны быть тщательно сведены к минимуму. Контролируемая импедансия является условием для предсказуемого перемещения сигналов по линии передачи. В Печатные платы с высокой плотностью трассировки макеты, прерывы возникают, когда резкие изменения геометрических или материальных свойств вызывают отражение сигнала.

- Внезапные изменения в диаметрах микровий и накладных виа могут вызвать локализованные несоответствия импеданса

- Небольшие отклонения ширины следа и интервала вызывают усиленные ошибки на более высоких частотах

- Несогласованности с диэлектрической толщиной и сдвиги даже на микронном уровне могут повлиять на стабильность импеданса

- Изменения диэлектрической константы или коэффициента потерь также могут исказить расчеты

Неустраненные, эти разрывы проявляются в виде отражений, потери вставки и искаженных диаграмм глаз.

Стратегии стека-ап

Хорошо спланированная Печатные платы с высокой плотностью трассировки Стек-ап помогает уменьшить как потерю сигнала, так и искажение. Хороший стек-ап стремится обеспечить баланс между электрическими характеристиками и производительностью:

- Поддержание последовательной диэлектрической толщины для стабилизации импеданса

- Избегайте асимметрических медных весов, которые могут вызвать искажение и искажение импеданса

- Создать слои с покрытыми смолой медными пленками для создания мелких соединений

Размещайте эти наземные и электрические плоскости стратегически, защищая более чувствительные сигналы и таким образом, чтобы уменьшить электромагнитные помехи.

Симметрические накладки часто рекомендуются для продвинутой упаковки для лучшей механической надежности, которую они обеспечивают, что может уменьшить наклонение.

Руководства по маршрутизации следов

Эти правила маршрутизации особенно важны в плотных Печатные платы с высокой плотностью трассировки дизайны.

Общеотраслевая практика заключается в том, чтобы всегда делать отслеживание в три раза ширины линии для стандартных сигналов и в пять раз для критических сигналов. Также известны как правило 3W и правило 5W.

- Тяжкое соединение внутри дифференциальных пар может гарантировать шумный иммунитет, но не менее важно поддерживать адекватное расстояние от соседних сигналов

На прилегающих слоях ориентируйте сигналы перпендикулярно друг другу в так называемом ортогональном маршрутизации. Это в целях уменьшения широкосторонного соединения

- Заземленные следы защиты между высокоскоростными сигналами также могут уменьшить соединение в плотных районах маршрутизации

Via Дизайн

Оптимизация vias в Печатные платы с высокой плотностью трассировки уменьшает индуктивность и повышает общую надежность. Прочные методы проектирования имеют решающее значение при производстве Печатные платы с высокой плотностью трассировки для телекоммуникационных и аэрокосмических приложений. Печатные платы с высокой плотностью трассировки тяжелые на микровиах и конструкциях через-в-пад, которые требуют тщательной оптимизации, поскольку виа сами по себе являются источником непрерывностей импеданса:

- Удалите неиспользованные каучки посредством заднего бурения, чтобы уменьшить отражения в проходящих через отверстие vias

- Используйте смолозаполненные vias для повышения надежности и обеспечения плоских поверхностей для монтажа компонентов

- Укрепление ваших укладываемых микровий, когда они плотны, снова для улучшения надежности

- Используйте Via-in-Pad покрытый над или ВИППО , чтобы уменьшить индуктивность и сократить пути сигнала, чтобы улучшить производительность при более высоких частотах

Материалы

Выбор передовых материалов необходим для стабильности Печатные платы с высокой плотностью трассировки исполнение. Этот выбор материалов определяет, насколько хорошо Печатные платы с высокой плотностью трассировки Действует под стрессом. Мы сами считаем стандарт FR-4 недостаточным для высоких скоростей Печатные платы с высокой плотностью трассировки из-за более высоких диэлектрических потерь, над которыми мы рекомендуем следующие материалы:

- низко-Dk и низко-Df ламинаты могут обеспечить стабильный импеданс и также уменьшить потерю сигнала

- Полиимидные системы предлагают высокую тепловую стабильность, очень ценную для аэрокосмических и оборонных приложений

- Безклейные ламинаты также могут свести к минимуму изменчивость в диэлектрической толщине и таким образом улучшить консистенцию

- Передовые системы смолы также отлично подходят для приложений, где поглощение влаги будет проблемой

Симуляции

Инструменты моделирования позволяют предсказывать Печатные платы с высокой плотностью трассировки Проблемы перед производством. Получите прибыль от многих инструментов моделирования, недоступных только так много лет назад, с помощью которых вы можете предвидеть проблемы, прежде чем перейти на следующий шаг

- Сигнальная целостность или симуляции SI могут помочь вам предсказать несоответствия кросстока и импеданса

- Рефлектометрия домена времени, или TDR, может обеспечить точные профили импеданса и обнаруживать прерывания

- Анализ диаграммы глаз может раскрыть кумулятивные эффекты кроссtalk, jitter, отражения и другие действия

Используйте эти инструменты моделирования перед изготовлением, а затем сочетайте их результаты с тестированием, проведенным на образцах, чтобы подготовить ваш продукт к любой комбинации возможных обстоятельств.

Проектирование для производительности

Постоянное общение с производителями обеспечивает Печатные платы с высокой плотностью трассировки достижение как целевых показателей затрат, так и показателей эффективности.

• Не забудьте подтвердить с вашим производителем ваши требования к минимальному следу и минимальному пространству
• Держите соотношения аспектов микровии в пределах, чтобы избежать пустот покрытия
• Плотные макеты неизбежно снизят урожайность, если толеранты не были реалистичными

Глядя вперед, Печатные платы с высокой плотностью трассировки будет оставаться основным стимулятором миниатюризации и высокоскоростной функциональности. Печатные платы с высокой плотностью трассировки являются уникальным решением для все меньших и меньших устройств, которые требуют наше время, но их сигналы являются жертвой двойной угрозы перекрестных прерываний импеданса. Но эти проблемы можно контролировать с помощью хорошего дизайна, и вы всегда можете ссылаться на руководящие принципы выше, чтобы сохранить ваш проект в безопасности.