Technologie PCB - Meilleures pratiques techniques de câblage haute vitesse pour les cartes PCB

La conception de la carte nécessite également un effort supplémentaire lors de l'agencement des circuits haute vitesse. Les réseaux sensibles doivent être routés selon des règles spécifiques de haute vitesse et de nombreuses autres exigences de conception à haute vitesse qui doivent être respectées. Ceux - ci incluent tout, de l'Organisation du schéma au placement des composants. Nous examinerons tout cela lorsque nous discuterons de la technologie de câblage à grande vitesse pour vous aider à franchir la ligne d'arrivée de votre prochaine conception de PCB.

Considérations de conception à haute vitesse avant la mise en page de PCB

Le câblage réussi d'un circuit à grande vitesse nécessite plus de préparation que les cartes utilisées sur une carte standard. Tout en équilibrant les exigences habituelles de fabrication et d'assemblage d'une carte de circuit, le chemin du signal, le routage à impédance contrôlée et l'EMI doivent être pris en compte dans la conception à grande vitesse. La préparation doit commencer avant le début de la mise en page pour garder toutes ces exigences en ordre:

Schéma: la première chose que vous pouvez faire pour aider votre câblage à grande vitesse est de commencer par un schéma propre. Il devrait y avoir un processus logique de circuit à grande vitesse facile à suivre lors de la mise en page de PCB. Toute instruction doit également être communiquée au personnel de mise en page pour éviter toute confusion future.

Empilement de couches: le câblage à grande vitesse nécessite généralement une configuration de couche ruban ou microruban. Cela fournit une couche de blindage pour le câblage de piste sensible, ce qui aide à prévenir les problèmes d'EMI et à préserver l'intégrité du signal du circuit. Avant de commencer la mise en page, vous devriez avoir un accord avec votre fabricant de contrat PCB sur l'empilement, vous fournir une base de travail et vous assurer que la carte est fabricable.

Règles de conception: en plus des règles standard de largeur et d'espacement des pistes, il y aura un nouvel ensemble de règles et de contraintes de conception à grande vitesse. Ceux - ci comprendront des types de réseau spécifiques, des paires différentielles, des longueurs de trace et des topologies, ainsi que des règles de routage pour le contrôle d'impédance. Il peut également y avoir des exigences spécifiques pour les trous borgnes et enterrés, les micro - trous et d'autres limitations de vitesse élevée.

Une fois que vous avez sélectionné ces éléments dans votre liste de tâches, vous êtes prêt à commencer votre mise en page PCB.

Mise en page et technologie de câblage pour la conception de PCB à grande vitesse

Bien qu'il existe de nombreuses techniques de câblage à grande vitesse à discuter, le premier sujet à aborder est le placement des éléments. Un bon câblage commence par une bonne disposition des composants, que la carte soit conçue pour des vitesses élevées ou non.

Placement des composants

Utilisez les méthodes standard de placement des composants, en commençant par les connecteurs, les grands CPU et les périphériques mémoire. Pour obtenir le meilleur chemin de signalisation tout en continuant à placer les pièces, suivez le processus logique schématisé. Beaucoup de CPU et de périphériques de mémoire plus importants nécessitent beaucoup de condensateurs de dérivation, alors assurez - vous de les placer immédiatement, sinon il n’y aura peut - être pas assez d’espace pour les placer à l’avenir. Lors de la mise en place, n'oubliez pas de réserver de l'espace pour les canaux de câblage et les perçages dans toute la pile de plaques. En plus des exigences de haute vitesse, gardez à l'esprit que votre placement doit toujours être conforme aux règles de conception de fabricabilité (DFM) et tenir compte des exigences de dissipation de chaleur des composants générateurs de chaleur.

Routes d'évasion

Maintenant que vous êtes prêt pour le câblage, mais avant de commencer à poser des traces, vous devez créer des itinéraires d'évacuation pour tous vos appareils à espacement fin. Si vous avez affaire à une grande pièce, comme un boîtier BGA avec des centaines ou des milliers de broches, vous pouvez accéder à chaque broche pour le câblage. Cette accessibilité est généralement obtenue par un câblage Diagonal de la rangée de broches externes aux vias.

Pour la rangée suivante de broches, il est courant d'utiliser des traces très courtes pour connecter les Vias entre les Plots BGA, ce qui est connu sous le nom de motif d'os de chien. Cependant, si l'espacement des broches BGA est trop fin, vous devrez peut - être utiliser des surperforations, des microperforations ou les deux dans votre technologie de pad, mais vous devez d'abord obtenir l'approbation du fabricant pour ces technologies de PCB. Voici une astuce utile que les fabricants de composants offrent généralement des modes de câblage recommandés pour leurs pièces, alors assurez - vous de vérifier pour gagner du temps.

Suivre l'itinéraire

Une fois l'itinéraire d'évacuation terminé, il est temps de définir l'itinéraire pour les planches restantes. Si vous avez déjà complètement défini vos règles de conception, vous pouvez effectuer ce câblage manuellement à l'aide de l'outil de câblage interactif automatique ou de l'outil de câblage par lots. Quelle que soit la méthode utilisée, les points suivants doivent être pris en compte pour assurer un câblage réussi:

Le chemin du signal à grande vitesse doit rester court et câblé d'un point à l'autre.

Les traces sensibles doivent être câblées sur la couche interne prise en sandwich entre les plans de référence dans une configuration en ruban.

Les paires différentielles doivent être câblées par paires. Utilisez les fonctions automatisées du système de conception pour câbler ces traces et assurez - vous qu'elles ne sont pas interrompues par des trous ou d'autres obstacles.

Pour les groupes de réseaux dont les longueurs doivent toutes correspondre, commencez par la connexion la plus longue. Pour le reste des réseaux du Groupe, une fonction de réglage est ajoutée à chaque trace pour correspondre au routage vers le premier réseau de même longueur. Le réglage est généralement effectué en étendant la piste en ajoutant une topologie de forme d'onde ou de trombone à la piste, généralement automatiquement par un outil de Cao.

Ne pas faire passer des lignes numériques sensibles à travers des alimentations bruyantes ou des zones analogiques du circuit.

Alimentation et plan de masse

La conception d'un réseau de distribution d'énergie propre (PDN) pour les circuits imprimés à grande vitesse est essentielle au succès global de la conception. Les éléments à grande vitesse génèrent plus de bruit sur la carte en raison de leur taux de commutation, qui est contrôlé par un condensateur de dérivation. Il est également important de se rappeler que le plan du sol servira de plan de référence pour le retour du signal. Veillez à ne pas câbler les traces sensibles dans le cas où ces voies de retour du signal sont bloquées par un placement dense de trous, une découpe de la carte ou un plan de division, car cela dégrade l'intégrité du signal de ces traces.

Comme vous pouvez le voir, le câblage à grande vitesse ne consiste pas seulement à poser des traces uniques sur la carte. De nombreux aspects de la mise en page de PCB doivent être réalisés par câblage pour que la conception à grande vitesse soit complète. Comme nous l'avons dit au début, tout commence par la configuration correcte de la carte avec votre fabricant de contrat PCB avant le début de la mise en page.

Travaillez avec votre PCB cm pour la meilleure technologie de câblage haute vitesse

Bien qu'il soit généralement possible de faire fonctionner les anciennes conceptions de PCB en convertissant la pile de couches en une mise en page, la conception à grande vitesse devrait commencer par une pile clairement configurée. Bien que les concepteurs de PCB soient généralement familiers avec les différentes configurations de couche de carte, il existe de nombreuses autres variables à prendre en compte pour la conception à grande vitesse. Ceux - ci comprennent les matériaux de la carte, le câblage d'impédance de contrôle, les paires de couches et les processus d'assemblage. La meilleure chose à faire est de consulter d'abord votre fabricant de contrat PCB pour vous assurer que votre conception utilise la configuration de couche optimale.