ITEQ IT-988GSE PCB, 56G/112G Kanal Kaybı Kontrolü için

ITEQ IT-988GSE, bir switch, router, depolama sistemi veya backplane üzerindeki toplam etiketten değil, nicelleştirilmiş bir kanal bütçesinden seçilmelidir . "400G" şerit hızını, modülasyonu, sembol hızını, yönlendirme uzunluğunu, konektör sayısını, paket kaybını, via topolojisini, bakır profilini, eşitlemeyi veya izin verilen ekleme kaybını göstermez. Aynı ön panel bant genişliğine sahip iki ürün, PCB üzerinde çok farklı talepler oluşturabilir.

ITEQ, IT-988GSE'yi ultra düşük kayıplı, yüksek Tg'li, halojen içermeyen laminat ve prepreg sistemi olarak sınıflandırıyor ve şu anda belirtilen 10 GHz, %70 reçine içeriği karşılaştırması için tipik Dk 3.21 ve Df 0.0014 değerlerini listeliyor. Orijinal ürün lansmanında ayrıca düşük Dk cam, ultra düşük profilli bakır ile bulunabilirlik, kanal başına 56 Gbps'nin üzerinde veri hızları, 230°C'nin üzerinde Tg ve düşük toplam genleşme özellikleri de belirtilmişti. Bu özellikler, daha büyük süreksizlikler ve iletken kayıp kaynakları anlaşıldıktan sonra ancak değerli hale gelir.

Her 100G, 400G veya 800G kartın neden IT-988GSE'ye ihtiyacı yok?

Toplu Ethernet üretimi, bir sistem tanımlayıcısıdır, bir laminat spesifikasyonu değildir. Tek bir konektöre sahip kısa bir hat kartı, daha ucuz bir malzemede bol miktarda marj sağlayabilirken, birden fazla konektöre ve birkaç geçiş noktasına sahip uzun, dik açılı bir arka panel yolu, benzer bir şerit hızında kayıp sınırlamasına tabi olabilir. Karar, her bir elektrik yolu ve en kötü durum yönlendirme sınıfı için ayrı ayrı verilmelidir.

Bu karşılaştırma özellikle PAM4 ile önem kazanıyor. 112 Gb/s'lik bir PAM4 hattı tipik olarak 56 GBd'ye yakın çalışır, bu nedenle Nyquist frekansı yaklaşık 28 GHz'dir (56 Gb/s'lik bir NRZ hattına benzer), ancak PAM4 dört genlik seviyesi kullanır ve daha az dikey göz aralığına sahiptir. Bu, Nyquist frekansı iki katına çıkmasa bile gürültü, çapraz konuşma, yansıma ve kayıp yönetimini daha zorlu hale getirir. 224 Gb/s'lik PAM4'te sembol hızı ve ilgili frekans aralığı tekrar yükselir, bu da doğru yüksek frekanslı yapı verilerinin ve düşük profilli bakırın değerini artırır.

Pratik bir proje, rotaları kısa hatlı, orta hatlı, uzun hatlar arası ve en uzun arka hatlı rotalar olmak üzere ailelere ayırır ve her aile için en kötü üretilebilir istiflemeyi kullanır. IT-988GSE, yalnızca en uzun hatlı rotalarda veya yalnızca seçilen katmanlarda gerekçelendirilebilir. Genel bir malzeme çağrısı, darboğaz yolunu iyileştirmeden maliyeti artırabilir.

Malzeme Seçiminden Önce Kanal Kayıp Bütçesini Ayrıştırın

Kayıp bütçesi, sahipliği olmayan tek bir ekleme kaybı eğrisi değil, bir defter olmalıdır. Kanalı paketlere, PCB segmentlerine, geçiş yollarına, konektörlere, AC bağlantı yapılarına ve diğer geçişlere ayırın. Her bloğa modeller, sıcaklık ve üretim varyasyonu atayın. Amaç, kanalın hangi bölümünün marjı tükettiğini ve hangi tasarım değişikliğinin bunu geri kazandırabileceğini belirlemektir.

Doğru frekans işaretlerini kullanın

Nyquist frekansı kullanışlı bir kontrol noktasıdır, ancak bir kanal tam olarak Nyquist frekansında bant sınırlı değildir. Harmonikler ve eşitleme davranışı, bunun üzerinde geri dönüş kaybı, ekleme kaybı eğimi, çapraz konuşma ve mod dönüşümünü önemli hale getirir. Analiz bant genişliği ve test düzeneği, protokol ve SerDes uyumluluk metodolojisiyle eşleşmelidir. Kanal modeli çok daha geniş bir alanı kapsıyorsa, tek bir uygun veri sayfası frekansında materyalleri karşılaştırmaktan kaçının.

Dielektrik ve iletken kayıplarını ayrı ayrı inceleyin.

Daha düşük bir Df değeri öncelikle dielektrik kaybını azaltır. Dar izler, ince bakır, yüzey pürüzlülüğü veya yüksek akım yoğunluğundan kaynaklanan iletken kaybını doğrudan ortadan kaldırmaz. Bakır profili ve işlemi içeren bir alan çözücü veya doğrulanmış kayıp modeli kullanın. Eğer pürüzlü bakır veya gereksiz yere dar empedans geometrisi baskınsa, IT-988GSE'ye geçmek beklenenden daha az bir marj sağlayabilir.

Bu ayrım, test numunelerini karşılaştırırken de önemlidir. Ölçülen bir iyileşme, hem reçine/cam sisteminden hem de numunede kullanılan bakır folyodan kaynaklanabilir. Sonucun yalnızca laminat ailesine atfedilmemesi için, kullanılan folyo, oksit veya alternatif işlem, bitmiş bakır kalınlığı, cam stili ve iz geometrisini tam olarak kaydedin.

Düşük Df için ödeme yapmadan önce topolojiyi optimize edin.

En pahalı hata, yerleşimde giderilebilecek bir süreksizliği telafi etmek için ultra düşük kayıplı bir malzeme kullanmaktır. Rezonanslı bir geçiş ucu veya zayıf bir konektör başlatma, daha düşük bir Df'nin neredeyse hiç değiştirmediği derin bir çentik ve geri dönüş kaybı sorununa neden olabilir. Benzer şekilde, bölünmüş bir referans düzlemi veya uzak bir geri dönüş geçişi, dielektriğin toplu kayıp tanjantından bağımsız olarak mod dönüşümüne ve çapraz etkileşime neden olabilir.

1. Gereksiz katman değişikliklerini ortadan kaldırın. Mümkün olduğunca en uzun kanalları düşük kayıplı bir katman çifti üzerinde yönlendirin ve referans düzlemini sürekli tutun.
2. Kontrol, kısa devre uçları aracılığıyla sağlanır. Geri delme, kör/gömülü via'lar veya optimize edilmiş katman ataması kullanın; modele delme sapmasını ve artık uç toleransını dahil edin.
3. Tune BGA ve konektör lansmanları. Gerçek katman düzenini kullanarak ped, antipad, bağlantı noktası, referans-via yerleşimi ve yakındaki düzlem açıklıklarını optimize edin.
4. Bağlantı elemanı sayısını azaltın veya bağlantı elemanı sınıfını iyileştirin. Malzeme kalitesindeki bir iyileştirme, uygun olmayan bir ara bağlantıdan kaynaklanan tüm kayıpları ve yansımaları telafi edemez.
5. Bakır profilini belirtin. Üretim için tasarlanan folyo ve işleme yöntemini modelleyin; her "VLP" etiketinin aynı yüzeyi temsil ettiğini varsaymayın.
6. Kalan marjı yeniden hesaplayın. Malzeme kademesi ancak bu değişiklikler yapıldıktan sonra dondurulmalıdır.

IT-988GSE'nin Pratik Materyaller Arasındaki Konumu

Malzeme sınıflandırması, tek bir Df değerini değil, tüm yapıyı ve kanalı yansıtmalıdır. IT-968G, orta menzilli uygulamalar için yeterli performans sunan bir seçenek olabilir; IT-988GSE, düşük Dk cam kullanarak daha düşük kayıplı bir sınıfa geçer; Panasonic MEGTRON 7N, yapıya özgü verilerle yerleşik bir yüksek katmanlı/geniş formatlı platform sunar; MEGTRON 8 ve daha yeni aileler ise daha da zorlu iletim aralıklarını hedeflemektedir. İsimler birbirinin yerine kullanılamaz ve adil bir karşılaştırma için aynı reçine içeriği, cam stili, frekans, bakır profili, iz geometrisi ve test yöntemi kullanılmalıdır.

Doğru karşılaştırma genellikle pano düzeyinde maliyet-kar marjı hesaplamasıdır. Laminat ve prepreg maliyeti, bakır seçeneği, panel kullanımı, laminasyon karmaşıklığı, kalifikasyon, test, verim, yeniden işleme riski ve tedarik zinciri kullanılabilirliği gibi faktörleri hesaba katın. Metrekare başına biraz daha pahalı olan bir malzeme, yeniden işleme ihtiyacını ortadan kaldırırsa, geliştirme süresini kısaltırsa veya verimi artırırsa, sistem maliyetini yine de düşürebilir. Tersine, daha kısa bir rota veya düzeltilmiş bir geçiş daha fazla kar marjı sağlıyorsa, yüksek kaliteli bir laminat israf olur.

Stackup'ı Kanal Modeli Olarak Yayınlayın

Bir IT-988GSE kartı için, yüksek hızlı katman yapısı, kanal modeline girdi olarak kullanılır ve kontrollü bir üretim spesifikasyonudur. Tam çekirdek ve prepreg yapılarını, reçine içeriğini, kürlenmiş kalınlığı, cam stilini, bakır folyo profilini, işlemi, bitmiş bakır kalınlığını, kaplamayı ve katman referansını tanımlamalıdır. "IT-988GSE, 4 mil" gibi genel bir tablo, saha çözümü veya fabrika için yeterli değildir.

Katman ataması

En uzun ve en hassas diferansiyel çiftleri, kararlı bir referansı korurken dielektrik ve iletken kayıplarını en aza indiren katmanlara yerleştirin. Daha geniş izler genellikle iletken kaybını azaltır, ancak mevcut genişlik kaçış yoğunluğu, empedans ve çapraz etkileşimle sınırlıdır. Bu nedenle, katman dizilimi, sabit bir 50 ohm geometrisinden türetilmek yerine, kayıp ve yönlendirme yoğunluğu için birlikte optimize edilmelidir.

Cam örgü ve eğik

Düşük Dk cam, dokuma kaynaklı anizotropiyi ortadan kaldırmaz. İki iz farklı reçine/cam dağılımlarını örnekliyorsa, farklı çiftlerde sapma meydana gelebilir. Yayılmış cam, yönlendirme açısı, daha geniş izler, çift-dokuma ortalaması ve yapı seçimi riski azaltabilir. Gerçek cam stilini ve panel yönünü doğrulayın; yerleştirme ve üretilebilirliği dikkate almadan genel bir "10 derece açıyla yönlendirme" kuralı uygulamayın.

Empedans, kabul edilebilirlik ölçütlerinden sadece biridir.

İki kupon da farklı ekleme kaybı ve faz değerlerine sahipken 100 ohm diferansiyel empedansı karşılayabilir. Empedans kontrolü, endüktans ve kapasitans oranını doğrular, ancak düşük iletken pürüzlülüğünü, doğru Df değerini, düşük mod dönüşümünü veya kabul edilebilir rezonansları kanıtlamaz. Uzun kanal sürümlerine S parametresi veya protokole uygun kupon gereksinimleri eklenmelidir.

Uzun ve Yüksek Hızlı Kanallar için Üretim Kontrolleri

IT-988GSE, gelişmiş çok katmanlı işleme ile uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır, ancak üretim planı yine de laminasyon, boyutsal hareket, delme, desmear, kaplama, geri delme ve bakır işleme işlemlerinin sıkı kontrolünü gerektirir. Yüksek katman sayısı ve geniş format, kayıt ve kalınlık hatalarını büyütürken, derin geri delme, artık uç kontrolünü ve matkap sapmasını daha da zorlaştırır.

Bakır işleme yöntemi ayrıntılı olarak incelenmelidir. Sadece maksimum soyulma mukavemeti için seçilen bir işlem, yüksek frekanslı iletken kayıplarını artırabilir. Üretici ve laminat tedarikçisi, yapışma ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayan düşük kayıplı bir iç katman işlemi konusunda anlaşmalıdır. Folyo tedarikçisinde veya işlem kimyasında yapılacak herhangi bir değişiklik, aynı numune üzerinde korelasyonu tetiklemelidir.

Panelden panele ve partiden partiye kontrol

Kalifiye test düzeneği, birden fazla panel ve mümkünse birden fazla malzeme partisi içermelidir. Tek bir ideal panel, varyasyonu gizleyebilir. Panel konumları boyunca ekleme kaybı, empedans, artık akım ölçümleri, dielektrik kalınlığı ve kritik boyutları karşılaştırın. Kontrol limitlerini tek bir nominal sonuçtan ziyade üretim dağılımından belirleyin.

İlk Makaleyi Nasıl Nitelendirebilirsiniz?

İlk makale, modellenen kanalın, yayınlanan katman yapısının ve fabrika sürecinin aynı fiziksel ürünü tanımladığını göstermelidir. Kanal doğrulama seti protokole bağlıdır, ancak genellikle boyutsal kanıtları, TDR'yi, S-parametrelerini ve -varsa- bir SerDes veya uyumluluk test aracını birleştirir.

• Son halinin özelliklerini gösteren rapor: Son işlemdeki dielektrik ve bakır kalınlıkları, cam stili, reçine içeriği, folyo, kaplama ve panel konumu.
• Geçiş ve geri sondaj kesitleri: Namlu kalitesi, ped yakalama, artık sap, matkap sapması ve kaplama dağılımı.
• Tarih: Temsili güzergahlardaki empedans profili ve yerel süreksizlikler.
• Ekleme/geri dönüş kaybı: Belirtilen bant genişliği boyunca, fikstürün çıkarılması veya de-embedding işlemiyle elde edilen diferansiyel S-parametreleri belgelenmiştir.
• Mod dönüştürme ve çapraz etkileşim: Temsilci yapılar için Sdc/Scc terimleri veya protokole uygun sınırlar.
• Çoklu uzunluktaki kuponlar arasındaki ilişki: Fırlatma kaybını dağıtılmış hat kaybından ayırır ve model uyumunu iyileştirir.
• Sistem gözlemi veya uyumluluk testi: Eşitleme, paketleme, konektör ve PCB'nin belirli bir tolerans payıyla birlikte çalıştığını doğrular.
• Çevresel kontrol: Uygulama ve yeterlilik planı gerektirdiğinde sıcaklık veya nem ile ilişki kurulması.

Ölçülen hat kaybı simülasyondan farklı olduğunda, Df değerini körü körüne ayarlamayın. Bakır profil modelini, bitmiş iz boyutlarını, dielektrik kalınlığını, başlatma de-gömülmesini, cam stilini, yüzey işlemini ve test düzeneğini kontrol edin. Bir numuneye uygulanan "etkin Df" değeri, iletken veya düzenek hatalarını gizleyebilir ve farklı bir geometriye aktarılamayabilir.

IT-988GSE için Teklif Talebi Dili

Teklif talebi (RFQ), üreticinin gereksiz tescilli sistem ayrıntılarını ifşa etmeden üretilebilir bir katman yapısı önerebilmesi için kanal mimarisini yeterince görünür kılmalıdır. Ayrıca, eşdeğer herhangi bir malzeme için gerekli kanıtları da tanımlamalıdır.

Malzeme Yükseltme Karar Ağacı

1. En kötü senaryo kanalı, düşük maliyetli, nitelikli ve süreç marjı yüksek bir inşaatta beklentileri karşılıyor mu? Eğer cevabınız evet ise, ürünün 400G veya 800G olarak adlandırılması nedeniyle sırf bu yüzden yükseltme yapmayın.
2. Arıza, bir bağlantı noktasında, konektörde, paket çıkışında veya dönüş yolu süreksizliğinde mi lokalize olmuş? Eğer öyleyse, dielektrik malzemeyi değiştirmeden önce topolojiyi düzeltin.
3. Geriye kalan en büyük kayıp faktörü doğrusal dağılımlı kayıp mı? Hayır ise, malzeme değişikliğinin etkisi sınırlı olabilir.
4. Bakır profili, iz geometrisi ve iç katman işlemi optimize edildi mi? Hayırsa, öncelikle bu değişiklikleri nicel olarak belirleyin.
5. IT-968G veya çok düşük kayıplı başka bir kademe, koruma bandından geçiyor mu? Eğer cevabınız evet ise, IT-988GSE'yi seçmeden önce yaşam döngüsü maliyetini ve yol haritasını karşılaştırın.
6. IT-988GSE, üretilebilir bir yığın hisse senedi piyasasında marj avantajı sağlıyor mu? Eğer cevabınız evet ise, inşaat ve yeterlilik planını dondurun.
7. Yol haritası 224G sınıfı şeritler veya daha uzun menzilli hatlar gerektiriyor mu? MEGTRON 8, daha yeni ITEQ aileleri veya diğer düşük kayıplı sistemleri, frekansa uygun veriler ve aynı test araçlarını kullanarak karşılaştırın.

Bu karar ağacı hem yetersiz tasarımı hem de aşırı tasarımı önler. Çıktı, belgelenmiş bir gerekçe olmalıdır: hangi rota sınıfının malzemeye ihtiyaç duyduğu, ne kadar kar marjı sağladığı, hangi alternatiflerin değerlendirildiği ve bu kar marjını koruyacak üretim kanıtlarının neler olduğu.

Mühendislerin Gerçekten Sorduğu Projeye Özgü Sorular

IT-988GSE, halihazırda büyük bir via-stub çentiği bulunan bir kanalı kurtarabilir mi?

Genellikle verimli değildir. Daha düşük dağıtılmış dielektrik kaybı, temel zayıflamayı iyileştirebilir, ancak rezonanslı bir çıkıntı yerel bir süreksizliktir. Doğrudan çözüm, geri delme, katman yeniden atama, kör/gömülü geçiş yolları veya geçiş yolu yeniden tasarımıdır.

VLP bakır kullanımı zorunlu mu?

Evrensel bir kural olmamakla birlikte, bakır profil modelin ve teklif talebinin bir parçası olmalıdır. Yüksek frekanslarda, daha pürüzlü bir folyo, reçine sisteminin bazı faydalarını ortadan kaldıracak kadar marj tüketebilir. Yapışma, bulunabilirlik ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılayan en düşük profilli nitelikli folyoyu seçin.

Her katmanda IT-988GSE kullanılmalı mı?

Mutlaka öyle değil. Karışık malzeme veya seçici yüksek hızlı katmanlama ekonomik olabilir, ancak hibrit laminasyon kürleme, termal genleşme katsayısı (CTE), akış, hizalama ve çarpılma risklerini beraberinde getirir. Tüm yapının kalifiye olması gerekir.

Malzeme seçiminin doğru olduğunun en iyi kanıtı nedir?

En kötü durum senaryosunu gösteren kanal modeli, serbest bırakılan yapıda ölçülen S-parametreleriyle ilişkilendirilmiş, ardından sistem düzeyinde gözlem veya üretim güvenlik bandına uygunluk sonuçları verilmiştir. Yalnızca veri sayfasındaki bir değer yeterli değildir.

IT-988GSE, MEGTRON 7N veya MEGTRON 8 ile nasıl karşılaştırılmalıdır?

Aynı hedef katman yapısını, cam stilini veya eşdeğer yapıyı, bakır profilini, iz geometrisini, frekans aralığını, başlatmayı ve test yöntemini kullanın. Sadece Df'yi değil, tedarik, panel bulunabilirliği, süreç aşinalığı, UL/uyumluluk gereksinimleri, termal güvenilirlik ve yol haritasını da dahil edin.

IT-988GSE'nin mühendislik değeri bu nedenle spesifik ve ölçülebilirdir: zorlu, iyi tasarlanmış ara bağlantılarda dağıtılmış kanal kaybını azaltır. Disiplinli topoloji ve doğrulamanın yerine geçen prestijli bir unsur olarak değil, paketler arası kanalın kontrollü bir elemanı olarak ele alınmalıdır.

Üretici referansları ve sürüm notları

Aşağıdaki bağlantılar, ITEQ'in 56 Gbps'nin üzerindeki konumlandırmasını ve mevcut kamuya açık karşılaştırma verilerini belgelemektedir; Panasonic sayfaları yalnızca kademe sınırı incelemesi için dahil edilmiştir. Nihai malzeme seçimi, karşılaştırılabilir test yöntemleri ve gerçek çekirdek, prepreg, cam ve bakır sistem için sağlanan kontrollü yapı verileri kullanılarak yapılmalıdır.

• ITEQ IT-988G/IT-988GSE lansman bilgileri
• ITEQ mevcut malzeme ailesi karşılaştırması
• Panasonic MEGTRON 7 ailesi için farklı modeller arasında karşılaştırma sayfası.
• Panasonic MEGTRON 8 ailesi yol haritası karşılaştırma sayfası