התפקיד הקריטי של PCB Stack-Up בביצוע High-Speed Signal

תכנון מעגלים מודפס במהירות גבוהה (PCB) הפך לאתגר מוגדר באלקטרוניקה המודרנית, מונע על ידי הביקוש הבלתי נלאה לשיעורי נתונים מהירים יותר, רוחב פס גבוה יותר, וגורמים קטנים יותר צורה. בלב כל עיצוב מהיר אמין הוא לעתים קרובות בסיס מזלזל: ערימה PCB-up. ערימה-הערימה רועשת - הסדר מכוון של שכבות נחושת ו insulating חומרים חשמליים בתוך הלוח - הוא לא רק ביצועים מכניים במהירות גבוהה, כלומר, באופן לא אמין, באופן לא אמין, הוא יעיל, באופן כללי, כלומר, באופן לא אמין, פרמטר פיזי, כלומר, כלומר, באופן כללי, מושלם, מושלם, כלומר, מושלם, הוא יעיל, פרמטר איטי, כלומר, הוא יעיל יותר, מושלם, כלומר, כלומר, מושלם, מושלם, מושלם, הוא יעיל של תפקוד פיזי, פרמטר איטי, עם יעילות, עם פרמטר איטי, באופן כללי, באופן כללי, באופן כללי, עם תפקוד פיזי, באופן כללי, מושלם, עם פרמטר איטי, באופן כללי, עם פרמטר איטי, עם יעילות פיזית לחלוטין, עם פרמטר יציב, עם פרמטר של תפקוד יעיל של תפקוד באופן לא אמין, הוא יעיל של תפקוד.

בעוד ששיעורי PCB ממשיכים לכווץ ולדרות השעון מטפסים למגוון הג'יגה'רץ', התנהגותם של אותות במעברים של PCB מהתנהלות פשוטה של DC להפצת קו שידור מורכב.במשטר זה, אינדוקציוטי, קפיאנטנס והתנגדות - בעיקר נקבעת על ידי ערימה - ביצועים שולטים.

מימון של PCB- Stack-Up Construction

ערימה PCB מוגדר על ידי הרצף, עובי, ונכסים חומריים של שכבות התנהגותיות ו insulating. השכבות המוליכים משמשים כאות routing, הפצה כוח, והגדרה הקרקעית. השכבות המבודדות (דיאלקטריות) מספקות בידוד חשמלי ותמיכה מכנית.בעיצובים מהירים גבוהים, כל שכבה משרתת מטרה, והשפעותיהם ישירות על הסביבה החשמלית שנראתה על ידי כל אות.

סוגי שכבה ותפקידיהם

שכבות PCB סטנדרטיות נופלות לארבע קטגוריות:

  • (FLT:0) שכבות זרות (FLT:1) - ביצוע הנתונים או עקבות השעון בפועל.בעיצובים מהירים, אותות בדרך כלל מוצפים על שכבות ליד מטוס ההתייחסות כדי להבטיח נתיב החזרה מוגדר ונחישות מבוקרת.
  • (FLT:0) מטוסים כוח אטומיים 1:1 ; דיסטריאבל DC מתח מסילות על פני הלוח.
  • (FLT:0Ground מטוסים של ההרחבה 1) - לספק נתיב החזרה נמוך לזרמים אותות ולפעול כשכבה מגן מפני התערבות אלקטרומגנטית (EMI). מטוס קרקע מתמשך מתחת לשכבה אות הוא המדד היעיל ביותר לשימור איכות האות.
  • (ב) [ה]:0 [שכבות] דיאלקטריות (preg and Core)BuildFLT:1] – חומרים אינסלציה שמבדילים שכבות התנהגותיות. עובים וקבוע דיאלקטרי (Dk) שולטים ישירות באימפולס האופייני של קווי שידור ותואר של הפיכה בין-שכבות.

בנייה מול Prepreg Construction

רוב ה- PCB בנוי באמצעות שילוב של חומר ליבה (מרפא עם נחושת משני הצדדים) ו preprepreprepreprepreg (לא מכוסה epoxy כי אג"ח יחד במהלך lamination) את העניינים ההבחנה: שכבות הליבה נשלטות בקפידה עובי חומר עמוק והם יותר הומוגני, בעוד עובי prepreg יכול להשתנות במקצת עקב זרימתם במהלך לחיצה על עבור מערכי דלקת מפרקים (בדרך כלל) או מסגרת מפורטת של תאים ממושמעת (לדוגמה, בין מודלים מדויקים) או מודל זה חייב לספק את הסביבה).

כיצד Stack-Up משפיע ישירות על אינטגרity אות מהירות גבוהה

יושרת אות (SI) מתייחסת ליכולת של אות להתפשט מנהג למקבל עם אמפליטודה מקובלת, תזמון וצורה. בתדרים גבוהים, הערימה שולטת בארבעה היבטים מקושרים של SI: אימפולס אופייני, צלב, החזרה נתיב רציפות, והפסדים דיאלקטריים.

שליטה באופי

כל עקבות מהירות גבוהה חייב להיות מתוכנן כקו שידור עם תנופה אופיינית מבוקרת, בדרך כלל 50 ⁇ עבור אותות חשמליים יחיד או 90-100 ⁇ עבור זוגות שונים. Impedance נקבע על ידי רוחב, נחושת, עובי דיאלקטרי מעל ומתח מתחת לעקב, ואת קבוע dielectric.הערימה מגדיר עובי האחרון.

(ולעתים קרובות ±10%) דורשות סובלנות מופרזת לקישורים סידוריים מהירים) כי הערימה-up מציין dielectric עובי לסובלנות הדוקה.מרואיטורים רבים דורשים חומר מבוקר-חשמלי כגון:0Rogers 4003CFLT:1 או FLT:2 Isola 370FLT:3 עבור קריטי של ערימה:

Crosstalk and Inter-Layer Isolation

(ב) קרוסדור מתרחש כאשר שדות אלקטרומגנטיים ממקור אחד מעוררים מתח לא רצוי או זרם בעקב צמוד.הערמה משפיעה הן על ה-FLT:0capacitiveFLT:1 ו-FLT:2inductiveFLT 3:3 מנגנוני הפיכה.Trces על שכבות אות צמודות ללא מטוס חוצה קיצוני כי השדות אינם מכילים מנהג חלופי לכדי החלפתם של מנגנונים או להורדת אותות על פני השטח.

גם כאשר אותות חולקים את אותה שכבה, המרחק האנכי אל מטוס ההתייחסות (העובי הדיאלקטרי) משפיע על כמה חזק השדות מוגבלים. A דק יותר (קרוב יותר למטוס) מקטין שדות מחוספס ומפחית את המעבר בין עקבות שכנות.עם זאת, דיאלקטריות גם מגבירות את הציפוי בין שכבות, אשר יכול להשפיע על שלמות הכוח.

בלוחות רב-שכבות (שש שכבות או יותר), הרעיון של ⁇ :0layer סימטריהFLT:1 הוא קריטי. a un מאוזן ערימה-up - שבו ההפצה נחושת שונה באופן משמעותי משני צד של אמצע המטוס - יכול לגרום לוח ללוח בזמן הליטמנטציה, המוביל לריאציות וסחף מעצורים.

חזרה Path Integrity

כל אות זרם חייב לחזור למקורו דרך נתיב של ניכוי נמוך. at DC, זרם החזרה עוקב אחר הנתיב של התנגדות לפחות. בתדרים גבוהים, הוא עוקב אחר הנתיב של לפחות אינדוקציה - אשר ישירות מתחת לסימן, על מטוס ההתייחסות הקרוב ביותר 3.3 אם מטוס ההתייחסות ממוקם על ידי פיצול, פער, או רִיק, ההחזר הנוכחי הוא נאלץ detour, יצירת שכבה גדולה של מהירות גבוהה זה, כאשר מטוס המעבר חייב להיות ממרחק גבוה, או ממרחק גבוה.

אובדן דיאלקטרי והתנהלות

במהירויות נחושת מעל 1 Gbps, אות הפחתה עקב אובדן דיאלקטרי ומוליכים (skin- Effect) אובדן הופך משמעותי.הבחירה החומרית של ערימה משחק תפקיד מרכזי כאן. אובדן דיאלקטרי מונע על ידי גורם הניתוק (Df) של חומר insulating ישירות - חומרים כגון FR-4 יש Df סביב 0.02 ב 1 GHz, בעוד שמניפסט גבוה כמו DLCDUSDUSDUSD.

PCB-Up Configurations for High-Speed Design

מספר השכבות בערימה תלוי בצפיפות ובמורכבות של העיצוב, אך עבור מערכות דיגיטליות מהירות גבוהה, ארבע שכבות הוא בדרך כלל נקודת ההתחלה המינימלית המומלצת.כאן היא התמוטטות של תצורה משותפת וחוזקות בהתאמה שלהם.

Four-Layer Stack-Up: The Entry Point for High-Speed

לוח ארבע שכבות סטנדרטי בדרך כלל משתמש שכבת אות עליונה, מטוס קרקע, מטוס כוח, ושכבה אות תחתית.תצורה זו מספקת יושרה אות מעולה עבור עיצובים מהירים בינוני (< 1 Gbps) כי כל שכבת אות היא ליד מטוס הפניה מוצק.הקרקע ומטוסי כוח גם ליצור קפיטלנס מבוזר, שיפור השלמות הכוח.

  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד: ויקרא י"ד:
  • (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) כרך 3:0) מטוס כוח 3:00
  • (ב) ויקרא י"ד: ויקרא י"ד): "ה'" (ויקרא י"ד): "ה'

למהירויות גבוהות יותר, הדיאלקטרי בין שכבה 1 ושכבה 2 צריך להיות מצמצם (בדרך כלל 100-150 מיקרומטר) כדי להפחית את שדות הצוק ואת צלב הדיבור התחתון.

Six-Layer Stack-Up: בללינג ביצועים עם Roting Flexibility

לוח שישה שכבות מציע ארבע שכבות של ריצוף ושני שכבות מטוסים, המאפשרות יותר מורכבות יותר מחיקה תוך שמירה על שלמות אות טובה.הסידור האופטימלי מציב את הקרקע ואת מטוסי הכוח קרוב למרכז, אך עדיין סמוך לשכבות אות קריטי. A מומלץ במהירות גבוהה שש שכבות ערימה הוא:

  • (בשורה הראשונה) [15] ויקרא י"א: ויקרא י"א: ויקרא י"א)
  • (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"א: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) כרך 4,007) מטוס כוח
  • (ב) ויקרא י"א: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"א: ויקרא י"ד): "ה'" (ב"ב)

הסדר זה מספק מטוס קרקע הסמוך לשתי שכבות האות החיצוניות, בעוד שכבות פנימיות מבודדות בין מטוסים.הערימה היא גם סימטרית על המרכז, הבטחת יציבות מכנית. כמה מעצבים מעדיפים לשים את שתי שכבות המטוס יחד (כזוג מטוס) כדי למקסם את הציפוי הבין-כוכבי לעצם השלמות של כוח, אם כי זה מקטין את בידוד בין שכבות אות פנימי מעט.

8-Layer ו-High Stack-Ups

עבור לוחות עתירים גבוהים מאוד או עיצובים עם ממשקים מהירים מרובים (למשל, מערכת המשלבת DDR4, PCIe Gen4 ו 10 GbE), שמונה או יותר שכבות נעשים הכרחיים.העיקרון המנחה נשאר זהה: כל שכבה חייבת להיות צמודה למטוס ההתייחסות, ואת הערימה חייב להיות סימטרית.בלוח שמונה שכבות, זוגות זוגות (WDR) בדרך כלל ניתן להשתמש בשכבות קצרות יותר כדי לספק שכבה פנימית.

עבור עיצובים מעל 12 שכבות, שיתוף פעולה זהיר עם מברק PCB הוא חיוני.הערימה חייב לקחת בחשבון עבור זמינות חומרית, אפשרויות עובי prepreg, ו מגבלות מחזור לחות.מרואיטורים רבים מציעים שירותי עיצוב ערימה ויכולים לדמות את המאפיינים של חוסר העכבות והפסד של ערימה הציע לפני כוונוט.

בחירת חומרים לHigh-Speed Stack-Ups

החומר הדיאלקטרי הוא לעתים קרובות הגורם המשקיף ביותר בעיצוב PCB מהיר, אך הוא הנהג העיקרי של אובדן, יציבות אימפולס, וביצוע טמפרטורה. סטנדרטי FR-4 (למשל, Isola 370HR, Shengyi S1141) הוא מספיק למהירויות עד 3-5 Gbps, בהתאם לעקביות ולדרישות שוליות.

חומרים גמישים ב-High-Speed Dielectric Materials

  • (FLT:0FR-4 (Standard): ⁇ :1 ⁇ ⁇ 4.2-4.6, Df ⁇ 0.02 ב 1 GHz. Cost-יעילות אך אובדן בתדרים גבוהים.
  • (ב) ⁇ 0;0 (ה-Loss FR-4 (למשל, Isola 370HR, ITEQ IT-180A): ibFLT:1 Dk ⁇ 4.1–4.3, Df ⁇ 0.010-0.015.שיפור מאפייני אובדן; לעתים קרובות בשימוש עבור 10 GbE ו- PCIe Gen3.
  • <חזק>Low-Loss Laminates (למשל, רוג'רס 4350B, Isola Astra MT77): Dk ⁇ 3.5-3.7, Df < 0.004, מיועד לגלימטר ו 25+ Gbps קישורים סידוריים. עלות גבוהה יותר ומרקם מורכב יותר.
  • <חזק>PTFE-מבוסס (למשל רוג'רס RT/duroid, Taconic TLY): Dk ⁇ 2.2-2.6, Df < 0.001. אובדן אולטרה-נמוך עבור RF / מיקרו גל ו -100 + Gbps מערכות דורש עיבוד מיוחד עקב תכונות חומריות רכות.

בעת בחירת חומר, המעצב חייב גם לשקול את טווח הטמפרטורה התפעולית ואת יעילות של הרחבה תרמית (CTE) ממותג CTE בין נחושת ודיאלקטרי יכול להדגיש מצופה דרך חורות ולהפחית את האמינות.חומרים מהירים רבים זמינים עם חיזוק זכוכית זורקת שמשפר את היציבות המכנית תוך שמירה על אובדן נמוך.

« « « « סעודה על פני השטח

בתדירות מעל 1 GHz, אפקט העור מוגבל הנוכחי על פני השטח של נחושת. משטח נחושת גס מגביר את אורך הנתיב עבור הנוכחי, עלייה ההתנגדות והפסד.הלמונים המהירים המודרניים מציעים לעתים קרובות חלק או "פרופיל נמוך" נחושת (לעיתים נקרא לעתים קרובות FLT:0RTFLT:1 או FLT:2VLPFLT:3) כדי להפחית את ההשפעה הזו.

כללי עיצוב ופרקטיקה הטובה ביותר עבור High-Speed Stack-Ups

בעוד סימולציה היא הכלי האולטימטיבי לאמת ערימה, כמה כללים של אצבע יכול להנחות את העיצוב הראשוני לעבר תוצאה חזקה.

תמיד לספק מטוס תמיכה Adjacent

כל שכבת אות - במיוחד אלה הנושאים שעונים במהירות גבוהה או נתונים - חייב להיות מטוס הפניה לא מופרך (קרקע או כוח) על השכבה הדיאלקטרית הסמוכה.המטוס ההתייחסות צריך להרחיב הרבה מעבר לסימנים ולכיל פיצולים מינימליים.אם פיצול הוא בלתי נמנע (למשל, עבור ניקוי חיבור), תוכנית לתפורים או לפענוח זהיר כדי למזער את ההפרעה.

שליטה על דיאלקטריות תנוחות עקבית

עובי הדיאלקטרי בין שכבת אות לבין מטוס ההתייחסות שלה קובע כיוריד עקבות. ציין סובלנות הדוקה על עובי זה ( ± 10% או יותר) ולעבוד עם המברק כדי להבטיח את prepreg ואת עובי הליבה הנבחר זמינים.

אורך המשחק וספאם עבור Pairs שונים

אותות שונים מסתמכים על שתי העקבות שיש להן אימפולס זהה והפיכה.הערימה חייבת לספק סביבה דיאלקטרית אחידה עבור הצמד.ההה בין שתי השרידים (החדש-לחדש) צריך להיות לפחות פעמיים עובי הדיאלקטרי כדי לשמור על הפיכה חלשה אם רצוי, או מוחזק לערך מדויק עבור הפיכה הדוקה.

שכבת ה-Smetry for fabrication Yield

כדי למנוע את דף המלחמה של הלוח במהלך הנשיכה, יש להזין את ההפצה נחושת סביב מרכז הערימה.אם המחצית העליונה יש שלוש שכבות נחושת כבדות וחצי התחתון יש שניים, הלוח יהיה כנראה מאוזן.מרואיד רבים דורשים את הערימה להיות סימטרי במונחים של ספירה, משקל נחושת, וסוג חומרי.זה חשוב במיוחד בלוחות עם יותר משישה שכבות.

השתמש בסימולציה כדי לתקן לפני המרק

פתרונות שדה אלקטרומגנטיים מודרניים כגון Ansys HFSS, Keysight ADS, או כלים חופשיים כמו OpenEMS יכולים לעצב את הערימה וחיזוי אימפולסים, צולב, ואובדן הכנס.זה הדבר הטוב ביותר כדי לדמות את העקבות הקריטיות באמצעות הפרמטרים המוצעים של ערימה לפני ביצוע ייצור.מדגמים רבים מציעים גם שירות חישובי אימפולסיבי חינם (למשל, באמצעות Polar) בהתבסס על מסגרת פעולה זו, בתנאי בטיחותית.

השפעה על EMI ו- EMC Compliance

הפרעה אלקטרומגנטית (EMI) היא דאגה גוברת כפי הסמכה המוצר הופכת יותר מחמירה (FCC Part 15, CISPR 32, וכו ') ערימה-up ישירות משפיע על פליטות קורנות בשתי דרכים: שטח לולאה ומגן. מטוס קרקע מוצק לידת שכבות אותות מקטין את האזור עבור זרמי החזרה, שהוא הטכניקה היעילה ביותר לצמצום קרינה משותפת, בנוסף, ערימה של מטוסים קרקעיים מרובים, ומייצרת ריצוף כוח נמוך, אשר מחוספסת פילטרים עלות עלות עלות כוח.

עבור עיצובים עם תוכן בעל חתימה מעורבת (analog ודיגיטל על אותו לוח), הערימה צריכה לכלול מטוסים קרקעיים ייעודיים מחולקים פיזית - למרות עם התייחסות משותפת בנקודה אחת - כדי למנוע החלפת רעש דיגיטלי מהפיכה לתוך מעגלים אנלוגיים רגישים.חלוקה זו חייבת להיעשות בזהירות כדי להימנע יצירת לולאות קרקעיות או חריצים כי לחזור נתיבים עבור אותות דיגיטליים במהירות גבוהה.

תהליך עיצוב מעשי

כדי להביא את כל המושגים יחד, הנה תהליך מומלץ שלב אחר צעד לתכנון ערימה במהירות גבוהה של PCB.

  1. (FLT:0Define the Interface list.FLT:1) לזהות את כל ממשקי המהירות (PCIe, USB, DDR, Ethernet) ואת ההימנעות שלהם, תקציב אובדן, ומגבלות ניתוק.
  2. (FLT:0Select את מספר השכבות.FLT:1) בהתבסס על צפיפות routing ואת הצורך במטוסי ההתייחסות.מינימום של ארבע שכבות מומלץ; 6 עד שמונה שכבות למורכבות בינונית עד גבוהה.
  3. (FLT:0) בחרו חומרים דיאלקטריים (Choose dielectric Materials) 1FLT:1hil Balance Cost and Performance. Use Standard FR-4 עבור שכבות שאינן קריטיות וחומרי אובדן נמוך עבור הממשקים המהירים ביותר.
  4. (ב) ,0) ,כ"ל, ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  5. (ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ (ה) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  6. (FLT:0) חישוב רשתות קריטיות.FLT:1 Run 2D או 3D שדה פתרון סימולציות על העקבות הרגישות ביותר (שעון מהיר גבוה, זוגות שונים) כדי לאשר את ההימנעות, קרוסטור, והפסד.
  7. (FLT:0) לספק את הערימה עד למדור.FLT ( 1) כולל ציור ערימה מפורט עם חומרים, עוביים, משקולות נחושת ומטרות אימפולס.בקש בדיקת DFM מהמדור לפני סיום.
  8. (FLT:0)Validate עם מדידות.FLT:1, לאחר הסתברות, השתמש מדקפת זמן-דומיין (TDR) או מנתח רשת וקטור (VNA) כדי למדוד אובדן של עכבות והוספת בלוקים במבחן הכלולות על הלוח.

מסקנה

ה- PCB-up אינו רק פרט ייצור - הוא הבסיס החשמלי שעליו בנויות שלמות אות במהירות גבוהה.מחוסר עכבות אופיינית והחזרת ניהול נתיב לדיכוי חוצה והפסד דיאלקטרי, כל היבט של ביצועים מהירים מעוצבים על ידי סידור של שכבות וחומרים ביניהם. מעצבים שמשקיעים זמן מוקדם בתהליך עיצוב ערימה מתמלאים בצורה של אותות נקיים, פחות אבטיפוס וזמן מהיר יותר.

בעוד ששיעורי הנתונים ממשיכים לטפס אל מול 112 Gbps PAM4 ומעבר, התפקיד של הערימה-up יהיה רק קריטי יותר. טכנולוגיות מתפתחות כגון רכיבים מוטבעים, תת-קרקעיות זכוכית, ותהליכי נחושת תוספת יציעו דרגות חדשות של חופש, אבל העקרונות הבסיסיים המפורטים כאן יישארו רלוונטיים. a מוצקה של פיזיקה ערומה, בשילוב עם שיתוף פעולה הדוק עם בדגלים ושימוש בסימולציה דיגיטלית הוא יעיל ביותר של כלים.

משאבים חיצוניים

  • (FLT:0) תקן ה-PC עבור עיצוב PCB ו-WelationtureFLT:1 - התייחסות חיונית לכללים עיצובים ולמפרטים חומריים.
  • (FLT:0)Rogers Corporation Advanced Electronics SolutionsFLT:1) - משאבים טכניים ומדריכי בחירה עבור חומרים ב- PCB גבוה.
  • (FLT:0) Altium Stack-Up Design DocumentationsFLT:1) - הדרכה מעשית ליישום עיצובי ערימה ב- Altium Designer.
  • (FLT:0) אינטגרליות כתב העת JournalFIRLT:1) - פרסום התעשייה עם מאמרים מעמיקים על עיצוב מהיר מדידה.