تحقيق الاستخدام الأمثل عن طريق وضع علامات الجودة في مواقع عالية السرعة

أنواع الفياس وآثار نزاهة الإشارة

من خلال هول فياس

إن أكثر أنواع التدريبات شيوعاً، عبر الحفر عبر جميع الطبقات، هي غير مكلفة ومن السهل تصنيعها ولكنها تسهم في أعلى الموصلات الطفيلية وفي القدرة على التأقلم، وبالنسبة للأزواج المتمايزة العالية السرعة، يمكن لاثنين من القوارير عبر الحفر في الجوار أن يستحدثا تحويلاً للوسائل (ضوضاء شائع)، كما أن الثقب الكبير يخلق أيضاً دواماً مضاداً للبط في الطائرات المرجعية، مما يعطل مسار العودة الحالي.

Blind and Buried Vias

وتربط القوارير المكفوفة طبقة خارجية بطبقة داخلية أو أكثر دون المرور عبر اللوحة بأكملها، وتوضع القوارير المدفنة بالكامل في إطار الحزمة، وتخفض الكمتان من طول البراميل وتزيلان الأصابع التي لا تحتاج إلى حجب اللوحة بأكملها، وتخفضان من العنان الطفيلي والارتفاع، وتحسنان نوعية الإشارات، وترفعان من تكلفة الضبط السطحي.

Microvias

() ميكروفيا (المقياس 0.15 مم) هي محرك ليزري وتستخدم في لوحات (الربط بين الكثافة العالية) وتخفض أحجامها الصغيرة إلى أدنى حد الطفيليات: يمكن أن يكون لـ (ميكروفيا) خطوبة دون 0.1 هكتار وكبسولة تحت 0.1 ف.

الاستراتيجيات المتعلقة بوضع الصور على الوجه الأمثل

ابقوا فياس بعيدا عن مسارات الإشارة الحرجة

لا تضعوا عبرا مباشرة على طريق أثر سريع للغاية إلا إذا كان ذلك ضرورياً، بل توجهوا التعقب إلى موقع عبر يحافظ على انتقال ثابت للطائرة المرجعية، وينبغي أن تكون المسافة بين أي من القابور وجهاز تتبع مجاور 3-5 مرات على الأقل سميك الديليكتري الذي يفصل التعقب عن الطائرة المرجعية لتقليل الانقلابات الحادة والتقاطع.

Use Ground Vias for Return Path Continuity

وعندما تتحول إشارة من طبقة إلى أخرى، يجب أن يتحول التيار إلى طائرة مرجعية جديدة، وبدون أرض قريبة، يجب أن يجد التيار البديل مساراً بديلاً، غالباً عن طريق أجهزة التفكيك أو الإكراه الضالة، وزيادة المختطفين والإيطالية، ووضع علامة على الأرض عن طريق ] متاخمة لكل إشارة عبر (الشارة 40 إلى 60).

Minimize Via count

وكل من هذه الوسائل يضيف آثارا طفيلية، وكلما أمكن، يوجّه إشارات حرجة على طبقة واحدة دون قوارير، ويستخدم آثارا أطول مع عدد أقل من القوارير بدلا من أجزاء قصيرة كثيرة تتغير طبقاتها، وبالنسبة للوصلات المتسلسلة ذات السرعة العالية جدا (مثلا، PCIe Gen5, 32 Gb/s)، فإن الحد من المجموع عن طريق العد إلى اثنين أو ثلاثة لكل قناة هو قاعدة تصميم مشتركة.

أليان فياس مع المخططات الأرضية

وينبغي أن تكون إزالة الأحراج المضادة للطائرات الأرضية صغيرة بقدر ما تسمح به وسائل التسامح في مجال التصنيع، حيث يزيد عدد أكبر من المواد المضادة للصوت من الطفيليات ويعطل الهيكل الشبيه للفاكس في طريق الانتقال، ويستخدم هذا الموقع بحيث تمر الإشارة عبر طائرة أرضية مستمرة، حيث توجد طائرات أرضية متعددة، ويكفل أن تكون جميع هذه الطائرات متصلة بالكهرباء بالقرب من المعبر بزوارق أرضية إضافية.

تحقيق الحد الأمثل من حجم وحجم فايا

وتخفض القوارير الصغيرة من العنان الطفيلي والارتفاع، غير أن القيود المفروضة على التصنيع (الحجم الأدنى للحفر، والنسبة الجانبية) تحد من حجمها الصغير، إذ تبلغ نسبة المصيد من أقل من 0.2 ملم في لوحة واحدة من طراز 1.6 ملم، وهي نسبة 8:1، وهي قريبة من الحد بالنسبة للعديد من المصانع، وتستخدم أصغرها عبر قواعد تصميمك وملفقة المختارة. [(FLT:0]

إعادة ترتيب تخفيض الطلبة

كما نوقش، تسبب الارتداد في الصمود، فالتدمير الخلفي يزيل الجزء غير المستخدم من القوارير عبر الحفر، ويضع القوارير الخلفية بعناية، ويعني التسامح العميق في الحفر (100 ميكروم نموذجي) أنه لا يمكنك دائما أن تبتعد عن طبقة الإشارة، ولأفضل النتائج، يستخدم القوارير العمياء/المحترقة حيثما أمكن للمسارات الحساسة، أو يعتمد على السحب الخلفي مع هامش إضافي.

فيا شيلدينغ وفندق

For extremely sensitive analog or RF signals running alongside high-speed digital lines, consider via fencing]: a row of ground vias placed between two signal traces on the same layer. This creates a partial electromagnetic barrier that reduces crossote. Similarly, shielding a single via by surrounding it with a ring of ground vias (connected to all) can improve layers.

التنسيب في محلات مختلفة

ويجب أن تحافظ القوارير المختلفة على التناظر، وأن تضع كلا من قوارير السائل من أي قوارير أرضية، وأن تبقي مضاداتها متطابقة، وأن تتجنب وضع أرض بين القابرين المتمايزين، لأن هذا يكسر التماثل ويخلق تحولا غير مرغوب فيه من حركة موحدة، بل تُضع الأرض خارج الأزواج، وينبغي أن تضاهي المسافة بين حافة الإشارة على المحاورتين.

مقاييس تصميم ستاك أوب وفيا

المرحلة الانتقالية للخطة المرجعية

ويمكن أن تنتقل عبر هذه الشبكة عبر طبقات متعددة بين مختلف الطائرات المرجعية، مثلا، إشارة تنتقل من طبقة 1 (الإشارة إلى طبقة 2) إلى الدرجة 4 (الإشارة إلى طبقة 5 أرض) يجب أن ترى مسار عودة متواصل، وإذا عبرت المركبة عبر طائرة كهربائية، فإن على تيارات العودة أن تقفز إلى تلك الطائرة عن طريق أجهزة التفكيك، وهذا يزيد كثيرا من خط العرض.

Anti-Pad Design

وينبغي أن يكون قطر مكافحة البطاقات حوالي 1.5 إلى 2 أضعاف مقياس الرصيف، وأن يزيد خط الاستنفاد بدرجة مفرطة من الرسوم؛ وأن يضيف قطر صغير جداً القدرة على العمل؛ أما بالنسبة للتحولات التي تخضع للسيطرة على نحو غير مباشر، فيستخدم المحاكاة الكهرومغناطيسية 3D لضبط حجم مضادات الصمامات.

Via-in-Pad (VIP)

ويُستَعَدُّ التعبئة بواسطة قنابل في الرصيف الهبوطي لعنصر (عبر الطلاء) في تصميمات شركة BGA لتقليل طول التخيّل، غير أن شركة VIP تزيد من القدرة الطفيلية وتضيف حلقة صغيرة مُنتجة، كما أن ملء وتخطيط هذه العبر (بكميات مسهبة أو غير مُنتجة) يؤدي إلى تخفيف هذه الآثار.

التبسيط والتحقق

3D Full-Wave Simulation

يمكن لأدوات مثل أنسيز هيف إس إس إس إس إس إس إس إس إس إس أو استديو ميكرويف أو كيصار إي إم بي أن تُعدّل بدقة الهندسة المُعدية للقارورات وتركيبها المحيط، وتلتقط هذه المحاكاة صعوداً وتحويلاً للوقود، وتجمعاً لافتقاد نموذجين أو نموذجين تحليليين، وتُقسيم كل موقع فريد عبر مناطق الإطلاق، ولا سيما قرب مناطق الإطلاق الموصلات شبكة الوصلات.

مادة الانكماش المائي

وتوفر قياسات السحب من مادة السحب من السحب إلى النماذج الأولية رؤية مباشرة عن التباينات في التخلف الناجم عن العبر، ويشير التناقص أو الذروة في أثر السحب من السحب إلى ارتفاع في المواصفات أو العناوين، على التوالي، ويستخدم هذه التغذية الارتجاعية لتعديل حجم المضادات، عن طريق مقياس أو الأرض، عن طريق العد في التدرج التالي في التصميم.

فقدان الرهن والعودة

قياسات أجهزة تحليل شبكات ناقلات المركبات S-parameters من قسائم الاختبار التي تشمل القوارب، مقارنة النتائج المقيسة بالتنبؤات المحاكاة التي تُثبت صحة النماذج، وبالنسبة للإنتاج العالي الحجم، وضع معايير للتصاريح/القطع لفقدان الإضافة عن طريق الحاسوب وفقدان العائد في تردد بيانات التشغيل في نيوكست.

التصنيع والنظر في التكاليف

الحد الأدنى للفيا

ويمكن أن ينتج تصنيع البقاع المعياري حفرا ميكانيكية إلى 0.2 ملم مع نسب جانبية تصل إلى 10:1، وقد يرتفع الإنتاج المرتفع إلى 0.15 ملم مع انخفاض في النسب الجانبية البالغة 12:1، ولكن يمكن أن تكون الميكروفيا المزودة بمقياس لازري 25 ميكروم، ولكنها تتطلب عمليات من مستوى الديوكسين العالي، أما بالنسبة للأنواع الفعالة من حيث التكلفة، فتتراوح بين 0.3 ملم و 0.25 مليمتر مضافات.

تكاليف السحب الاحتياطي

ويتطلب التخلف عملية إضافية للحفر وحفر ثانوية، ويضيف ما يقرب من ٥ إلى ٠١ في المائة إلى تكلفة المجلس، ولكنه يمكن أن يحسن بشكل كبير نوعية الإشارة للقنوات البعيدة المدى، وهناك مواصفات عديدة للوصلات المتسلسلة )مثلا، PCIe Gen5, Ethernet 25G( توصي بالتراجع عن جميع القوارير في المسار الحرج، والعمل مع بيتك المختلط لتحديد مدى القدرة على التكيف مع عمق الركب الخلفي.

Yield and Reliability

وتخفض نسبة القوارير الصغيرة والنسب العالية من حيث الجوانب الغلة بسبب فراغات الغليان وبراميل التشقق أثناء التدوير الحراري، وفي تطبيقات ذات موثوقية عالية (الحيز الجوي، والسيارات)، تتجنب أصغر المسامير ما لم تكن ملأة، وقد يكون مقبولا بالنسبة للنموذج الأولي، وبالنسبة للإنتاج، استشارة شريكك في التصنيع.

خاتمة

فالاستخدام الأمثل من خلال التنسيب من أجل جودة الإشارة في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ذات السرعة العالية هو تحد متعدد الأبعاد، ويتطلب فهما عميقا للطفرات الكهربائية التي أدخلتها القوارير، والاختيار الدقيق للنوع والمقياس الجغرافي، والاستخدام الحصيف لاستراتيجيات التنسيب مثل الغرز الأرضي، وإزالة العصي، وتفادي المسارات الحرجة، وتثبت عمليات التحقق والقياسات التصميم قبل التصنيع، بينما تكفل المعارف المتعلقة بعقبات العملية.

Further Reading]

• Mentor Graphics – Signal Integrity for PCB Design]
• IPC Standards – Via Design and Acceptance]
• Ansys Signal Integrity Simulation]
• Sierra Connectivity – Via Placement Guidelines]