Señales de alta velocidad en capas exteriores de pcb

en muchas notas de aplicación para procesadores en un paquete BGA, veo una declaración de que podría desplegar completamente el bga usando solo 4-6 capas y casi ninguna tecnología HDI como microvías, vías enterradas incluso para señales de alta velocidad como DDR, USB, etc. Por ejemplo en la nota de aplicación del STM32MP1 en la página 46 y siguientes. puede ver su pila de 4 capas con µV solo de L1 a L2. En la página 50, verá que logran este fanout utilizando la capa superior e inferior para las señales y L2 y L3 para el plano de referencia VCC/GND.

Abanico

Pero, ¿es una buena idea enrutar señales de alta velocidad como DDR, USB en las capas externas? Siempre pensé que es mejor enrutarlos en el interior intercalados entre planos de referencia. De esta manera, están bien protegidos y protegidos de las influencias ambientales o es solo un exceso de ingeniería y demasiado costoso. ¿Es este diseño de 4 capas solo un truco de marketing o este tipo de fanout realmente se usa en la industria, porque es lo suficientemente barato y confiable?

Respuestas (2)

Es normal que una placa de 4 capas tenga dos capas internas como GND y VCC, lo que proporciona planos de suministro de menor impedancia, por lo que las capas superior e inferior tienen solo un plano de referencia y ningún otro plano con señales cercanas.

Las señales viajan un poco más rápido en las capas externas (porque la constante dieléctrica efectiva es más baja) y, por lo tanto, tienen una pérdida de señal ligeramente menor (debido a la absorción dieléctrica) para una distancia determinada.

En realidad, esto es algo a tener en cuenta al enrutar grupos de señales; si algunos viajan en capas internas, puede arrojar las reglas de coincidencia de longitud efectiva, si las hubiera.

Un solo plano de referencia en realidad puede ser una ventaja (no tiene que preocuparse por cuán simétricos o no sean los espacios efectivos para dos capas).

Velocidades de propagación típicas para la mayoría de los sabores de FR-4:

Capas exteriores - 160 ps/pulgada

Capas internas - 175 ps / pulgada.

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