Ich arbeite an einer Leiterplatte mit 0,4 mm WLCSPs und 0201 Diskreten. Es wird Komponenten auf beiden Seiten haben. Das Routing ist sehr eng; Ich kann kein einfaches PTH-Design (Plated Through Hole) verwenden.
Ich möchte die Kosten für sequentielle Laminierungen vermeiden. Es sieht so aus, als könnte ich mit sechs Schichten mit einem Einlaminat-Design davonkommen. Dies gibt mir nur einen Satz blinder Durchkontaktierungen und keine vergrabenen Durchkontaktierungen. Ich habe Fanouts herausgefunden, die einen mechanischen Bohrer ermöglichen sollten (6-mil-Bohrer; 12-mil-Ring; gefülltes Via-In-Pad).
Jetzt muss ich mich entscheiden, wie ich meinen Stackup verwenden möchte. Die Karte verfügt über HF bei 2,4 GHz und 3,5 GHz. Die Transceiver befinden sich sehr nahe an ihren jeweiligen Antennen.
Wenn ich Boden- und Antriebsebenen auf L2 und L5 platziere, kann ich die Blind-Vias für die Stromversorgung verwenden, wie gezeigt:
In diesem Fall ist einer der Stromanschlüsse ein Blind-Via und der andere ein PTH. Alle meine Signalrouten müssen von PTHs getragen werden. Die Verwendung von Blinddurchkontaktierungen für Stromanschlüsse bietet Entkopplungsvorteile. Dieses Layout gibt mir eine enge Bezugsebene zum RF auf Schicht 1. Es schirmt auch die Signalschichten L3 und L4 ab.
Wenn ich L3 und L4 mit Masse / Strom versorge, kann ich die Blind-Vias für die Signalweiterleitung verwenden:
In diesem Fall wird das Routing viel einfacher. Ich verliere jedoch alle Entkopplungsvorteile der blinden Durchkontaktierungen mit niedriger Induktivität. Außerdem ist meine HF auf Schicht 1 jetzt weiter von einer Referenzebene entfernt (ich würde Kupfer auf L2 entfernen, um L3 zur Referenz zu machen ...)
Der erste Fall scheint mir besser zu sein, aber der zweite Fall wird mein Routing erheblich vereinfachen.
Gibt es hier eine offensichtlich bessere Wahl? Was sind die wichtigsten Überlegungen?
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Antworten:
Nun, PCB ist eine Schaltung selbst und benötigt viele Bewertungen. Eines der Hauptziele einer guten Leiterplatte ist die Bereitstellung einer möglichst geringen Schleifenfläche und kontrollierter Rückwege für die Signale. Dazu verwenden wir normalerweise Leistungsebenen als Rückwege. Leistungsebenen eignen sich auch gut, um einen vergrabenen Hochfrequenzkondensator in der Leiterplatte herzustellen. Je geringer der Abstand zwischen der Leistungsebene und einer Signalschicht ist, desto geringer ist das Übersprechen auf der Signalschicht, und desto geringer ist der Abstand zwischen den Sandwich-Leistungs- / GND-Ebenen bei der höheren Kapazität des vergrabenen Kondensators. Die besten Bypass-0201-Kondensatoren sind für eine Frequenz von 1 GHz oder höher nicht so gut, aber der vergrabene Kondensator hat einen sehr guten Kondensator von bis zu 4 bis 5 GHz.
Im Fall "1" könnte die GND-Schicht (L2) ein guter Rückweg für die Schichten L1 und L3 sein. Die Schichten L3 und L4 sind relativ weit voneinander entfernt (Prepreg). L5 ist die Leistungsebene und kann auch als Rückweg für die Schichten L4 und L6 verwendet werden. In diesem Fall haben Sie eine gute Kontrolle über die Reduzierung des Übersprechens und die Emissions- / Suszeptibilitätsreduzierung, da Sie kontrollierte Rückwege bereitstellen.
Für den Fall, dass "2" schwierig ist, Rückwege für die Schichten L1 und L6 bereitzustellen, ist es auch schwierig, das Übersprechen in den Schichtpaaren L1 / L2 und L5 / L6 zu steuern. Der gute Punkt ist das Power-Plane-Sandwich, das als vergrabener Kondensator hergestellt wird. Seine Kapazität hängt jedoch stark mit der Verringerung der Dicke des Prepregs zusammen, die normalerweise nicht in den Händen des Konstrukteurs liegt und vom Budget und den Fähigkeiten des Herstellers abhängt.
Leiterplatten müssen ebenfalls symmetrisch sein. In beiden Fällen hängt der Kupferausgleich der Schichten "1" und "2" von der Leiterplattenzeichnung ab, und es ist möglich, eine Leiterplatte mit Kupferdichteausgleich herzustellen.
Aufgrund der HF-Teile der Schaltung müssen wir normalerweise das Referenzdesign und die Leitungsimpedanzkennlinien des Chipherstellers befolgen. Daher wirken sich diese Einschränkungen auf die Schichtdicke, die Spurenbreiten und den Abstand zwischen den Schichten aus.
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