Technologie PCB - Causes souvent négligées de distorsion du signal dans la conception de carte PCB

Au fil des ans, les ingénieurs ont développé plusieurs méthodes pour gérer le bruit dans la conception de cartes PCB qui provoque la distorsion des signaux numériques à grande vitesse. Au fur et à mesure que les technologies de conception évoluent avec le temps, notre complexité technique pour relever ces nouveaux défis augmente également. Actuellement, la vitesse des systèmes de conception numérique est mesurée en gigahertz, une vitesse qui pose des défis beaucoup plus importants que par le passé. Puisque la vitesse de bord est mesurée en picosecondes, toute discontinuité d'impédance, perturbation inductive ou Capacitive affectera négativement la qualité du signal. Bien qu'il existe une variété de sources qui peuvent causer des interférences de signal, la porosité excessive est une source spéciale et souvent négligée.

Dangers cachés dans les trous faciles

Les interconnexions haute densité (HDI), les cartes de circuits imprimés à haut niveau de comptage et les signaux de trou de fond / carte intermédiaire épais seront affectés par plus de gigue, d'atténuation et de taux d'erreur de code (ber) plus élevés, ce qui entraînera la destruction des données à la réception. Malentendu.

Prenez le panneau arrière et la carte fille, par exemple. Lorsqu'une discontinuité d'impédance est rencontrée, l'accent est mis sur le connecteur entre ces cartes et la carte mère. Typiquement, ces connecteurs sont très adaptés en impédance et la discontinuité provient en fait de la perforation.

Au fur et à mesure que le débit de données augmente, la quantité de distorsion causée par la structure poreuse à travers les trous métallisés (PTH) augmente également généralement à un taux exponentiel beaucoup plus élevé que l'incrément de débit de données associé. Par exemple, à 6,25 GB / s, la distorsion de la porosité PTH est généralement plus du double de celle produite à 3125 GB / S.

La présence d'une couche d'extension de tronc de perçage non désirée sur les couches inférieure et supérieure permet aux perçages de présenter une discontinuité d'impédance plus faible. Une façon pour les ingénieurs de surmonter la capacité supplémentaire de ces pores est de minimiser leur longueur et donc de réduire leur impédance. C'est l'origine du forage de retour.

Utilisation de la technique de forage de retour

En éliminant les résidus poreux, le forage inverse est largement considéré comme un moyen simple et efficace de minimiser l'atténuation du signal dans le canal. Cette technique est connue sous le nom de forage à profondeur fixe et utilise un équipement de forage à commande numérique (NC) traditionnel. Dans le même temps, la technologie peut être appliquée à tout type de carte de circuit, pas seulement une plaque épaisse comme une plaque arrière.

Les forets utilisés dans la méthode de contre - perçage ont un diamètre légèrement supérieur à celui des perçages initiaux pour éliminer les troncs de conducteurs inutiles. Les forets sont généralement 8 mm plus grands que les forets principaux, mais de nombreux fabricants peuvent répondre à des spécifications plus strictes.

Il convient de garder à l'esprit que la distance entre les traces et le plan doit être suffisamment grande pour s'assurer que les procédures de forage anti - retour ne pénètrent pas dans les traces et les avions à proximité. Pour éviter les traces de pénétration et les surfaces planes, un espacement de 10 mil est recommandé.

En général, il existe de nombreux avantages à réduire la longueur d'un poteau percé par forage de retour, notamment:

Réduire la gigue déterministe de plusieurs ordres de grandeur et donc le taux d'erreur.

Réduire l'atténuation du signal en améliorant l'adaptation d'impédance.

Réduit les interférences électromagnétiques / rayonnement de compatibilité électromagnétique provenant des troncs et augmente la bande passante du canal.

Réduit la diaphonie entre le mode d'excitation résonnant et le sur - trou.

Le coût de fabrication est inférieur à celui du laminage séquentiel et l'impact de la conception et de la disposition est minimisé.

Communiquer l'intention de conception par contre - forage

Avec l'utilisation fréquente de la technologie de contre - forage dans les applications d'interconnexion à haute densité et de conception à grande vitesse, cette approche pose également des problèmes de fiabilité. Certains de ces problèmes comprennent le manque de directives de conception, les tolérances de fabrication et la façon de s'assurer que l'intention de conception est bien communiquée à l'unité de fabrication.

Alors, comment pouvez - vous vous assurer que votre fabricant dispose de toutes les informations dont vous avez besoin pour les composants de perçage de cible et de passage galvanique arrière? Comment puis - je suivre plusieurs niveaux de spécifications anti - forage tout au long du processus de conception?

En fait, ce qui est nécessaire est très simple: un outil de configuration visuelle simple est intégré dans les règles de conception, vous permettant de spécifier différentes configurations de contre - perçage pour l'objet sélectionné. Ensuite, vous pouvez demander au logiciel de savoir quels trous de perçage doivent être forés en arrière pour vous aider à faire le travail.