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線路板設計之疊層結構改善案例

  電子電路產品訊號傳輸線一般均要做阻抗控制,目前各訊號傳輸一般阻抗控制公差要求10%,隨著網路的高速發展,電子電路產品特別是通訊類電子產品,其對訊號傳輸提出了越來越高的要求,PCB板上訊號線的阻抗控制越趨於嚴格,這需要PCB設計與製造工藝的完美結合。

問題點

   某客戶自行設計一款產品,由我們製造加工、測試,此產品有8組網口與光口,測試時發現第八組光口與晶片間的訊號除錯不通,導致光口8除錯不通,無法工作,其他7組光口通訊正常。

1、問題點確認

   根據客戶端提供的資訊,確認為L6層光口8與晶片8之間的兩條差分阻抗線除錯不通;

2、客戶提供的疊構與設計要求

改善措施

    影響阻抗訊號因素分析:

    線路圖分析:客戶L56層阻抗設計較為特殊,L6層阻抗參考L5/L7層,L5層阻抗參考L4/L6層,其中L5/L6層互為參考層,中間未做地層遮蔽,光口8與晶片8之間線路較長,L6層與L5層間存在較長的平行訊號線(約30%長度)容易造成相互干擾,從而影響了阻抗的精準度,阻抗線的設計遮蔽層不完整,也造成阻抗的不連續性,其他7組部分也有相似問題,但相對較輕微。     L56層存在特殊設計(均為訊號層,存在差分阻抗平行設計、相鄰阻抗層間未設計參考地層),客戶端未充分考慮相鄰層走線存在的干擾,導致除錯不通問題。

    與客戶溝通對疊層進行優化,將L45、L56、L67層結構進行了調整,介質層厚度分別由20.87mil、6mil、13mil 調整為5.12mil、22.44mil、5.12mil,將而L4、L7間的參考地層間的距離拉近,L56層互為參考且遮蔽不足的線路層距離拉遠,減少干擾。     優化後的疊層結構:

優化後的阻抗匹配:

改善效果

    通過調整疊層結構,拉大L56層相鄰訊號層之間的距離,竄擾造成的系統故障問題得到解決。

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