Teknik PCB - Analisi tekanan Crosstalk dalam Rancangan PCB Pakej QFN Pitch Kecil

I. Perkenalan

Dengan kecenderungan pembangunan desain sirkuit kelajuan tinggi dan densiti tinggi, pakej QFN telah dilaksanakan dengan pitch 0.5 mm atau lebih kecil. Masalah percakapan salib dalam kawasan penggemar-keluar jejak PCB yang diperkenalkan oleh peranti pakej QFN-pitch kecil telah menjadi semakin terkenal semasa kadar pemindahan meningkat. Untuk aplikasi kelajuan tinggi 8Gbps dan di atas, perhatian patut ditujukan untuk mengelakkan masalah tersebut dan menyediakan lebih margin untuk pautan pemindahan digital kelajuan tinggi. Artikel ini menganalisis kaedah untuk menekan perbualan salib yang diperkenalkan oleh pakej QFN-pitch kecil dalam rancangan PCB, dan menyediakan rujukan untuk jenis rancangan ini.

2. Analisis masalah

Dalam rancangan PCB, peranti pakej QFN biasanya keluar dari lapisan TOP atau BOTTOM menggunakan garis microstrip. Untuk pakej QFN-pitch kecil, perlu memperhatikan jarak antara garis microstrip dan panjang garis perjalanan selari di kawasan penggemar-keluar.

Lebar garis/jarak garis bagi garis perbezaan ialah: 8/10, jarak garis ialah 7 mils dari lapisan rujukan, dan papan ialah FR4.

Ia boleh dilihat dari hasil simulasi bahawa walaupun dalam kes garis selari pendek, percakapan salib di hujung dekat port berbeza D1 kepada D2 melebihi -40dB pada 5GHz, -32dB pada 10GHz, dan percakapan salib di hujung jauh mencapai -40dB pada 15GHz. . Untuk 10Gbps dan atas aplikasi, perbualan salib di sini perlu optimasi untuk mengawal perbualan salib di bawah -40dB.

Tiga, analisis rancangan optimizasi

Untuk rancangan PCB, kaedah optimasi yang lebih langsung adalah menggunakan jejak perbezaan yang terikat, meningkatkan jarak jejak antara pasangan perbezaan, dan mengurangkan jarak perjalanan selari antara pasangan perbezaan.

Dari hasil simulasi yang optimum, ia boleh dilihat bahawa menggunakan sambungan ketat dan meningkatkan jarak antara pasangan berbeza boleh mengurangkan salib akhir dekat antara pasangan berbeza dengan 4.8~6.95dB dalam julat frekuensi 0~20G. Percakapan salib hujung jauh dikurangkan dengan kira-kira 1.7~5.9dB dalam julat frekuensi 5G~20G.

Selain meningkatkan jarak antara pasangan perbezaan dan mengurangi jarak selari apabila menjalankan laluan, kita juga boleh menyesuaikan jarak antara lapisan pengalihan garis perbezaan dan lapisan rujukan untuk menekan perbezaan. Semakin dekat ia kepada lapisan rujukan, semakin baik ia untuk menekan salib bercakap. Berdasarkan kaedah laluan yang terikat, kami menyesuaikan jarak antara lapisan TOP dan lapisan rujukannya dari 7 mils ke 4 mils.

Ia layak diperhatikan bahawa apabila kita menyesuaikan jarak antara jejak dan kapal rujukan, impedance garis perbezaan juga berubah, dan jejak perbezaan perlu disesuaikan untuk memenuhi keperluan impedance sasaran. Apabila jarak antara pad SMT cip dan pesawat rujukan menjadi lebih kecil, impedance juga akan menjadi lebih rendah. Ia diperlukan untuk mengosongkan pesawat rujukan pad SMT untuk optimize impedance pad SMT. Saiz spesifik keluar kosong perlu ditentukan dengan simulasi berdasarkan situasi penumpang.

Ia boleh dilihat dari hasil simulasi bahawa selepas menyesuaikan jarak antara jejak dan aras rujukan, menggunakan sambungan ketat dan meningkatkan jarak antara pasangan berbeza boleh mengurangkan salib hujung dekat antara pasangan berbeza dengan 8.8~12.3 dalam julat frekuensi 0~20G. dB. Percakapan salib hujung jauh dikurangkan dengan 2.8~9.3dB dalam julat 0~20G.

Keempat, kesimpulan

Melalui pemoptimizasi simulasi, kita boleh mengurangi perbezaan salib hampir-akhir disebabkan oleh pakej QFN-pitch kecil pada PCB dengan 8~12dB, dan perbezaan salib jauh-akhir dengan 3~9dB, menyediakan lebih banyak margin untuk saluran pemindahan data kelajuan tinggi. Kaedah penyelesaian bercakap salib yang terlibat dalam artikel ini boleh dianggap secara keseluruhan apabila membentuk peraturan kabel PCB dan tumpukan, dan mengelakkan risiko penyelesaian disebabkan oleh pakej QFN-pitch kecil pada tahap awal desain PCB.