Teknik PCB - Alasan mengapa penyelesaian isyarat sering diabaikan dalam desain papan sirkuit PCB

Selama bertahun-tahun, jurutera telah mengembangkan beberapa kaedah untuk menangani bunyi yang menyebabkan gangguan isyarat digital kelajuan tinggi dalam rancangan papan sirkuit PCB. Semasa teknologi desain maju dengan masa, kompleksiti teknik kita untuk menghadapi cabaran baru ini juga meningkat. Pada masa ini, kelajuan sistem desain digital diukur dalam GHz, dan cabaran disebabkan kelajuan ini jauh lebih besar daripada sebelumnya. Oleh kerana kadar pinggir diukur dalam pikosekund, mana-mana penghentian impedance, indutan atau gangguan kapasitas akan mempengaruhi kualiti isyarat. Walaupun ada berbagai sumber yang boleh menyebabkan gangguan isyarat, sumber istimewa dan sering dilupakan adalah vias.

Bahaya tersembunyi dalam kunci sederhana

Sambungan densiti tinggi (HDI), papan sirkuit cetak bilangan tinggi, dan papan belakang tebal/papan tengah melalui isyarat-lubang akan terkesan oleh lebih gelisah, kelemahan, dan kadar ralat bit tinggi (BER), yang menyebabkan data rosak pada hujung penerima. Salah interpretasi.

Ambil pesawat belakang dan kad anak perempuan sebagai contoh. Apabila bertemu penghentian impedance, fokus adalah pada konektor antara papan ini dan kad ibu. Biasanya, konektor-konektor ini sangat cocok dalam terma impedance, dan penghentian sebenarnya berasal dari melalui.

Bila kadar data meningkat, jumlah kerosakan disebabkan oleh lubang yang dipadam (PTH) melalui struktur juga meningkat-biasanya pada kadar eksponensial yang jauh lebih tinggi daripada kadar data yang berkaitan. Contohnya, kerosakan PTH melalui pada 6.25Gb/s biasanya lebih daripada dua kali lipat kerosakan yang dihasilkan pada 3.125Gb/s.

Kehadiran lapisan sambungan tidak diinginkan melalui lapisan stub pada lapisan bawah dan atas membuatkan vias menunjukkan kegagalan impedance yang lebih rendah. Salah satu cara untuk jurutera untuk mengatasi kapasitas tambahan vias ini adalah untuk mengurangi panjang mereka, dengan itu mengurangi impedance mereka. Ini adalah asal pengeboran belakang.

Guna teknologi pengeboran semula

Dengan membuang sisa-sisa melalui, pengeboran belakang telah dipertimbangkan secara luas sebagai kaedah sederhana dan berkesan untuk mengurangi penahanan isyarat saluran. Teknik ini dipanggil pengeboran kedalaman tetap, dan ia menggunakan peralatan pengeboran numerik tradisional (NC). Pada masa yang sama, teknologi boleh dipakai pada setiap jenis papan sirkuit, bukan hanya papan tebal seperti pesawat belakang.

Berbanding dengan asal melalui, bit pengeboran yang digunakan dalam kaedah pengeboran belakang mempunyai diameter sedikit lebih besar untuk membuang barang konduktor yang tidak diperlukan. Bit latihan biasanya 8 mil lebih besar daripada latihan utama, tetapi banyak pembuat boleh memenuhi spesifikasi yang lebih ketat.

Seharusnya diingat bahawa jarak antara jejak dan pesawat perlu cukup besar untuk memastikan prosedur pengeboran belakang tidak akan menembus jejak dan pesawat dekat. Untuk menghindari jejak dan penerbangan pesawat, ruang yang direkomendasikan adalah 10 juta.

Secara umum, terdapat banyak manfaat untuk mengurangi panjang melalui barang-barang melalui pengeboran belakang, termasuk:

Kurangkan gelisah deterministik mengikut arahan ukuran, yang menghasilkan kadar ralat bit lebih rendah.

Kurangkan pengurangan isyarat melalui persamaan impedance yang lebih baik.

Kurangkan gangguan elektromagnetik / radiasi kompatibilitas elektromagnetik dari stub, dan meningkatkan lebar saluran.

Kurangkan mod kegembiraan resonansi dan perbualan salib antara vias.

Dengan biaya penghasilan yang lebih rendah daripada laminasi sekuensi, pengaruh desain dan layout diminumkan.

Komunikasi rancangan melalui pengeboran belakang

Dengan penggunaan sering teknologi pengeboran belakang dalam sambungan densiti tinggi dan aplikasi desain kelajuan tinggi, kaedah ini juga membawa masalah kepercayaan. Beberapa masalah termasuk kekurangan panduan desain, toleransi penghasilan, dan bagaimana untuk memastikan niat desain dikomunikasi dengan baik kepada unit penghasilan.

Jadi, bagaimana anda memastikan bahawa pembuat anda mempunyai semua maklumat yang diperlukan untuk vial sasaran yang dibersihkan dan dilapisi melalui komponen lubang? Bagaimana untuk mengikuti tahap berbilang spesifikasi yang dibersihkan seluruh proses desain?

Sebenarnya, apa yang diperlukan adalah sangat mudah: alat konfigurasi visual yang mudah disertai dalam peraturan desain, membolehkan anda nyatakan konfigurasi latihan belakang yang berbeza untuk objek yang dipilih. Kemudian, anda boleh biarkan perisian yang tahu vias mana memerlukan pengeboran belakang untuk membantu anda melakukan kerja.