คู่มือนี้ถูกออกแบบมาเพื่อบรรลุช่องว่างระหว่างการจําลอง EDA ทางทฤษฎีและการผลิตทางกายภาพวิศวกรชาวตะวันตกที่มีประสบการณ์มักต้องเผชิญกับปัญหา "การออกแบบเกิน" เมื่อแผ่นจําลองได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่ล้มเหลวระหว่างการผสมผสาน เนื่องจากความไม่สมดุลของทองแดงหรือความอดทนในการลงทะเบียน.
เนื้อหานี้เน้นการฟิสิกส์ของ stackup การรักษา PCB ไม่เพียงแต่เป็นตัวดําเนิน แต่เป็นสายคลื่นที่ซับซ้อนโดยเน้นมาตรฐาน IPC-6012 ระดับชั้น 3 และความละเอียดของ impedance ของ Power Distribution Network (PDN), เราวาง DUXPCB เป็นพันธมิตรทางเทคนิคที่สามารถดําเนินการออกแบบ 32 ชั้นที่รักษาความสมบูรณ์แบบของสัญญาณที่ความเร็ว 25Gbps +เป้าหมายคือการย้ายการสนทนาจาก "ราคาต่อแผ่น" ไปยัง "ผลผลิตและความน่าเชื่อถือสําหรับระบบที่ซับซ้อนสูง."
คู่มือการออกแบบ PCB หลายชั้น: จากการจัดเก็บยุทธศาสตร์สู่การปรับปรุงความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ
ในยุคของ FPGAs ความเร็วสูง 112G SerDes และ BGA ที่หนาแน่นการเปลี่ยนจากบอร์ดแบบง่ายๆ 4 ชั้น ไปยังโครงสร้างแบบซับซ้อน 10-32 ชั้น ไม่เพียงแค่เกี่ยวกับความหนาแน่นของเส้นทางที่ DUXPCB เราเห็นการออกแบบเป็นพันๆครั้งต่อปี
1สเตรเจตี้ สเตคอัพ: รากฐานของ EMC
การจัดสรรที่ออกแบบได้ดี เป็นแนวแรกในการป้องกัน EMI เป้าหมายหลักคือการให้เส้นทางการกลับที่มีความกัดต่ําสําหรับสัญญาณทุกสัญญาณ
หลักการหลัก ๆ
- สัมมาธิเป็นข้อจํากัด: เพื่อป้องกันการบุกและบิดในช่วงวัฏจักร lamination 180 °C +, stackup ต้อง symmetrical เทียบกับศูนย์กลาง.และชนิดวัสดุ.
- อิทธิพลของระดับภาพ: ทุกชั้นสัญญาณควรอยู่ติดกับระดับอ้างอิงที่แข็งแรง (GND หรือ PWR) สําหรับการออกแบบความเร็วสูง (> 1 GHz) GND เป็นที่นิยมในการลดรังสี EMI แบบเรียบให้น้อยที่สุด
- การเชื่อมต่ออย่างแน่น: การลดความหนาของไฟฟ้าหมัดระหว่างชั้นสัญญาณและระดับอ้างอิงของมัน (ตัวอย่างเช่น, โดยใช้พรีเปรก 3 มิลหรือ 4 มิล) ลดพื้นที่วงจรและการกระจายเสียงข้ามได้อย่างสําคัญ
การเปรียบเทียบทางเทคนิค: การวัดประสิทธิภาพหลายชั้น
| ลักษณะ |
4-6 ชั้น |
8-12 ชั้น |
16-32 ชั้น |
| การใช้งานทั่วไป |
อินเตอร์เน็ตของสิ่งของ เครื่องควบคุมง่ายๆ |
เซอร์เวอร์, เครือข่าย |
คอมพิวเตอร์ระดับสูง อาคารบิน |
| ความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ |
ปริมาณเสียงที่สูง |
สูง (สตรีปไลน์ที่ปกป้อง) |
อัลตรฮาย (จุดเฉพาะของความโดดเด่น) |
| ความขัดขวาง PDN |
สูง |
ต่ํา (เครื่องบินพิเศษ) |
Ultra-low (Interleaved Planes) ระดับที่ต่ําสุด |
| ขั้นต่ํา Trace/Space |
4/4 มิล |
3.5/3.5 มิล |
3/3 มิล (DUX Capable) |
| อัตราส่วน |
8:1 |
10:1 |
121+ |
2. การปรับปรุงความสมบูรณ์แบบของสัญญาณ (SI)
ใน 10 ชั้นขึ้นไป เราเปลี่ยนจาก Microstrip (ชั้นภายนอก) เป็น Stripline (ชั้นภายใน)
- อุปสรรคที่ควบคุมได้: เราใช้พอลาร์ SI9000 อัลการิทึมในการคํานวณความกว้างของรอย สําหรับ 50Ω แบบมาตรฐานความละเอียดต้องอยู่ในระดับ ± 10% (± 5% สําหรับ RF ระดับสูง).
- Via Stub Management: ในบอร์ดชั้น 20+ "สตับ" ของหลุมผ่านผ่านการกระทําเป็นแอนเทนน์เสียงดัง สําหรับสัญญาณ > 10Gbpsการเจาะกลับหรือ Blind/Buried Vias เป็นสิ่งจําเป็นในการรักษาความกว้างแบนด์วิทของช่องทาง.
- อิทธิพลของกระจก: สําหรับสัญญาณความเร็วสูงสุด, สายกระจกมาตรฐาน 7628 สามารถทําให้มีความเสื่อมเนื่องจากความแตกต่างของ Dk. เราแนะนําผ้า "กระจกกระจก" (เช่น,1067 หรือ 1086) เพื่อให้แน่ใจว่าการสอดคล้องระยะที่สอดคล้อง.
3ความสมบูรณ์แบบของพลังงาน (PI) และการออกแบบ PDN
ปัญหาที่พบกันบ่อยในการออกแบบหลายชั้น คือการละเลยเครือข่ายการกระจายพลังงาน
- การสะกดเสียงบนเครื่องบิน: คู่เครื่องบินพลังงาน / ดินขนาดใหญ่ทําหน้าที่เป็นตัวประกอบแผ่นขนาน. ในความถี่สูง, เหล่านี้สามารถสะกดเสียงได้. การผสมผสานชั้น GND-PWR-GND ช่วยลดความสะกดเสียงเหล่านี้
- การแยก ESR ต่ํา: วางตัวประกอบการแยก 0201 หรือ 0402 ใกล้กับปินพลังงาน BGA เท่าที่จะทําได้ ใช้เทคโนโลยี "Via-in-Pad" (VIPPO) เพื่อลดการระตุ้นของปรสิตให้น้อยที่สุดที่ DUXPCB สนับสนุนด้วยสายพัดที่เต็มไปด้วย epoxy และปิด.
4. ปัญหาของ DFM และคําแนะนําทางมืออาชีพ
ปัญหาการกระจายทองแดง ที่ไม่สมดุล
ถ้าชั้นที่ 3 มี 80% ของทองแดง และชั้นที่ 4 มี 10% บอร์ดจะบิดระหว่างการไหลกลับ
- ข้อแนะนําสําหรับมืออาชีพ: ใช้การขโมยทองแดง (รูปแบบจุด) ในพื้นที่ว่าง เพื่อสมดุลความหนาแน่นของทองแดงทั่วระนาบโดยไม่ส่งผลต่อเครือสัญญาณ
ปัญหากับ ปัญหา ที่ บ่อย ๆ เกิด ขึ้น
ในกระดาน 16-32 ชั้น ระเบียงทองแดงขนาดใหญ่เป็นช่องรับความร้อนระหว่างการประกอบ
- ข้อตักข้อดี: ให้แน่ใจว่าความสะดวกทางความร้อนบนสายเชื่อมต่อระนาบถูกปรับปรุงให้เหมาะสมกับมาตรฐาน IPC-2221 เพื่อป้องกัน "ข้อเชื่อมแบบเชื่อมเย็น" โดยยังคงความสามารถในการบรรทุกกระแสไฟฟ้าที่เพียงพอ
5ความสามารถในการผลิต DUXPCB
DUXPCB มีความเชี่ยวชาญในเรื่องการผลิตชั้นสูง มีความน่าเชื่อถือสูง โรงงานของเราถูกปรับปรุงให้ดีที่สุดสําหรับ
- จํานวนชั้น: 2 ถึง 32 ชั้น (มาตรฐาน); สูงสุด 64 ชั้น (ระดับสูง)
- วัสดุ Tg สูง: IT-180A, S1000-2, Isola 370HR, และร็อกเจอร์สไฮบริด
- การจดทะเบียนความแม่นยํา: LDI ที่ทันสมัย (Laser Direct Imaging) รับประกันการจดทะเบียนชั้นต่อชั้น ภายใน ± 2 มิล, ที่สําคัญสําหรับ BGA ที่มีความยาว 0.4 มิลลิเมตร
- ความสอดคล้อง: การรับรอง IPC-6012 ชั้น 3 และ AS9100D ครบถ้วนสําหรับการใช้งานที่สําคัญ
