Tecnología de PCB - Emparejamiento de resistencia en el diseño de PCB HDI

La coincidencia de resistencia es una forma de configurar la resistencia de entrada de la carga o la resistencia de salida de su fuente de señal. Realice esta operación para lograr la transmisión máxima de potencia y reducir la reflexión de la señal de la carga. La coincidencia de resistencia en el HDI es exclusivamente para evitar fallas de transmisión, especialmente debido a la pérdida causada por la resistencia y el dieléctrico de pcb.

El agujero se puede utilizar para crear rastros de PCB fáciles de producir para el sistema de emparejamiento de resistencia. La tecnología de cableado de escape bga y la estructura de abanico de hueso de perro se pueden utilizar para lograr la coincidencia de resistencia en el hdi.

¿¿ cuándo se necesita una coincidencia de resistencia para los rastros de pcb?

La coincidencia de Resistencia está determinada por la pendiente de la señal y el tiempo de subida / bajada, no por la frecuencia. Si el tiempo de subida / bajada de la señal (basado entre el 10% y el 90%) es inferior a seis veces el retraso de seguimiento, se llama señal de alta velocidad. Aquí, se debe hacer una coincidencia precisa de resistencia.

La estrategia de enrutamiento de escape utilizada al diseñar la placa de circuito depende en gran medida de la distancia bga, que define el ancho de la pista que se permite colocar entre las bolas de soldadura. La finura del rastro también depende de las limitaciones del fabricante, la pila de capas y la resistencia necesaria. Al elegir el plan de ruta de escape, tenga en cuenta las siguientes pautas.

La tecnología de enrutamiento de escape de bga con intervalos finos de capas medias comienza con el método de cuello, ya que los rastros son enrutados dentro y fuera de bga.

Los rastros externos se pueden conectar directamente a la primera fila de almohadillas en la placa de circuito.

El ancho de la pista de la segunda fila de almohadillas en la matriz de rejilla de bola se reduce significativamente, lo que permite instalarse entre la primera fila de almohadillas.

Para llegar a la almohadilla interior de sus filas restantes, pase por la capa Interior. Normalmente, cada capa de señal se encamina a dos líneas, limitando tanto la resistencia como la conversación cruzada hdi.

El abanico de dogbone es el método más popular de conexión de escape bga y abanico

Microporos para conexiones de escape bga

Si el tamaño de la almohadilla (incluido el anillo) es lo suficientemente pequeño para un bga de espaciamiento fino, se utilizan microporos para el enrutamiento de escape del bga Interior. La diferencia entre los microporos y los poros tradicionales es la siguiente:

Longitud del agujero: el agujero solo puede pasar por una o dos capas como máximo. Si el PCB de espesor estándar tiene un número muy alto de capas, el agujero puede cruzar más capas, pero esto requiere procedimientos de fabricación adicionales. Utilice el mayor número posible de agujeros ciegos apilados y agujeros enterrados a través de una sola planta.

Relación de aspecto de los microporos: la relación de aspecto de los microporos (profundidad dividida por diámetro) debe ser de 0,75: 1. Comprendamos esto considerando ejemplos de placas gruesas de 32 pisos. Debido a que el espesor de la capa (para 2 núcleos) es de 2 orejas, el diámetro no debe ser inferior a 2,7 orejas.

El microperforaje solo puede perforar mecánicamente hasta 8 milímetros de manera segura, pero debido a las frecuentes interrupciones de perforación, el costo de perforación mecánica de PCB de 8 milímetros puede estar cerca del precio de la perforación láser. El paso por el agujero mecánico es menor que el paso por la perforación láser, ya que la perforación mecánica debe realizarse con cuidado para evitar la rotura del taladro. Por lo tanto, una vez que empiezas a usar perforación láser, verás una disminución en el costo total de cada placa.

Para abanicar con hueso de perro en bga a una distancia de 0,8 mm, el ancho de la pista debe ser inferior o igual a 10 milímetros y los microporos deben ser más pequeños (unos 6 milímetros). Para los conjuntos de rejillas esféricas más espaciados (0,5 mm), se utilizan microporos rellenos y chapados en la almohadilla, que se encadenan a la capa interior a través de un rastro de 7 u 8 milímetros. Esto proporcionará suficiente espacio entre las almohadillas adyacentes.

Independientemente del estilo de diseño, los microporos se pueden apilar o entrelazar para lograr la densidad de cableado requerida. A través de los requisitos del IPC 6012, se garantiza la máxima fiabilidad del tamaño de los microporos y los anillos circulares circundantes. En algunos casos, el espaciamiento de bga puede ser tan bajo como 0,3 mm, un hecho que puede entender la correlación de los microporos en la soldadura en la ruta de escape de bga.

Cómo colocar el agujero ciego del cableado de escape

Método de agujero ciego en el espacio de cableado interno.

Los agujeros ciegos son un valioso método de diseño HDI que puede hacer espacio adicional para el cableado interno. Cuando se utilizan entre los agujeros, estos tipos de agujeros duplican el espacio de cableado de la capa Interior. Permite que los rastros adicionales se conecten a los pines de la línea bga interna. Ver la imagen de arriba; Aquí, solo dos rastros pueden escapar entre los agujeros en la superficie de 1,0 mm bga. Sin embargo, ahora hay seis rastros bajo el agujero ciego, lo que aumenta el espacio de cableado en un 30%.

Con este método, se necesita una cuarta parte de la capa de señal para conectar bga de alto I / O. Los agujeros ciegos se colocan en patrones cruzados, en forma de l o diagonales, formando una avenida arbolada. La distribución de la fuente de alimentación y los pines de tierra determina la configuración utilizada.

Colocar agujeros ciegos en forma de cruz, l o diagonal, formando una avenida arbolada en la capa Interior para lograr una mayor densidad de cableado y escape.

Longitud de la Sección de abanico y anchura de la traza

Cuando se utiliza un IC de alta velocidad, la resistencia es casi siempre un factor. La relación entre el cableado del ventilador y el control de resistencia juega un papel al comprobar la longitud de la parte del ventilador. Debido a la longitud del rastro a través del agujero (si la hay) y el capacitor / inductor parasitario, la parte de abanico de bga tendrá su resistencia.

En primer lugar, se verifica el ancho de banda de la señal para determinar si la señal se recogerá en la resistencia del rastro. Si la longitud del rastro es significativamente menor que la longitud de onda correspondiente a la gama alta del ancho de banda, se puede ignorar la parte del rastro abanico de bga. La mejor manera es calcular la resistencia a la carga, que es una función de la longitud de la trayectoria del abanico y la resistencia de entrada de la red (después del cuello) generada por la trayectoria del abanico.

Utilice el límite del 10% de la longitud necesaria para la longitud de onda de la señal como una buena aproximación. Para las señales digitales con una frecuencia de punto de inflexión de 20 ghz, un límite cauteloso del 10% dará lugar a una longitud crítica de 0,73 mm (líneas de banda en un sustrato fr4). Esto significa que los IC más grandes, como fpgas, necesitan proporcionar un abanico de coincidencia de resistencia para pares de un solo extremo y diferencia.

Los inductores a través del agujero, los condensadores parasitarios entre la placa de circuito y la almohadilla y los inductores de pin en el IC son cruciales. El circuito de filtro t de paso bajo está compuesto por estas partes. La frecuencia de corte de 3db es solo un número típico que se puede evaluar a partir del Circuito de resonancia lc, siempre que la bobina de inducción a través del agujero se establezca igual a la bobina de inducción del cable. El circuito de filtro T se utiliza como circuito de emparejamiento de resistencia para modificar la resistencia de salida del IC del conductor.

Circuito de filtro t de paso bajo con inductor de agujero a través, condensadores parasitarios entre placas de circuito y almohadillas e inductores de PIN como componentes Principales.

Si la resistencia de la parte a través del agujero que conecta el rastro del abanico al rastro interno es incierta, es difícil coincidir con la resistencia de la parte del abanico. Sin embargo, este hecho se puede ignorar siempre que la parte de paso sea corta y se extienda directamente por varias capas. La resistencia total de entrada, incluidos los agujeros cruzados y los rastros internos, está determinada por la resistencia de los rastros internos en unas pocas capas. Por eso generalmente no se considera la resistencia del agujero.

¿¿ por qué el ancho de la pista no puede ser mayor que el tamaño de la almohadilla?

El ancho del rastro es proporcional a su resistencia y juega un papel vital al entrar en el Estado hdi. Los agujeros cruzados se volverán tan pequeños que una vez que el ancho del rastro sea lo suficientemente pequeño, tendrán que hacer microporos.

Crear una curva de resistencia para la pila de PCB y usar este ancho como guía de diseño. Después de calcular el ancho necesario para el control de resistencia, solo necesita especificar este valor como la regla de diseño. Es mejor realizar una simulación de crosstalk del ancho de pista recomendado para ver si puede causar crosstalk excesivo.

La coincidencia de resistencia en el HDI está relacionada con el mantenimiento de la calidad de la señal, ya que los componentes y las trazas están muy separados. Por lo tanto, controlar la resistencia se convierte en una tarea increíble. El uso efectivo de los microporos es la clave para el sistema HDI de emparejamiento de resistencia. La tecnología de enrutamiento de escape de bga con una distancia más fina y el método de abanico de hueso de perro se pueden utilizar para lograr la coincidencia de resistencia en el hdi.