Hab mal eine Frage zu der ich keine Antwort finde, zumindest keine die ich für mich interpretieren kann. Ausgangssituation ist ein BGA mit 100MBit Ethernet und Pads bis in die 3 bis 4 Reihe. Vom Fan Out her komme ich ohne Vias so gerade raus. Dirty Layout mit 4 Lagen ist möglich aber ich möchte eher ein 6 Lagen Layout. Typisch Signal Masse VCC/Signal Masse/Signal Masse Signal. Natürlich soll auch auf den Preis geachtet werden. Die Frage ist wie die Vias ausgeführt werden. Jedem High Speed Pad ein Via durchgehend und dann entsprechend in der nächsten Signallage weiter oder Blind Vias. Letztere sind auch nicht gerade günstig zumal die Anzahl der Hersteller die das können singt.
Wozu bei 100 MBit Ethernet? Da brauchst Du Dir um normale Vias vs. Blind Vias noch überhaupt gar keine Gedanken machen. Selbst bei Gigabit Ethernet nicht, das läuft nämlich "nur" mit 125 MHz auf den 4 Pairs. Aber 6 Lagen sind sinnvoll.
Was für ein Rastermaß hast Du? Via in Pad machst Du nur, wenn Du es unbedingt musst, so ab 0.5mm Pitch mit voller Belegung. Das erfordert zusätzliche Arbeitsschritte und macht das Board teuer. Bis 0.8mm kannst Du problemlos normale Standard-Vias zwischen den Pads plazieren und im "Dogbone-Layout" jedem Pad sein Via geben. Das ist unproblematisch zu fertigen und weitgehend schmerzlos. fchk
Pitch ist 0.45mm, Durch geschicktes Verlegen (so gut wie möglich) kommt man halt raus, ist aber schon "Snake" um die Pins. Wenn man halt direkt am Pin in die nächste Lage geht hat man natürlich mehr Möglichkeiten. ---Selbst bei Gigabit Ethernet nicht, das läuft nämlich "nur" mit 125 MHz auf den 4 Pairs. Ja OK. Ich muss natürlich erst zum Phy. aber wo ist die Grenze bzw. ab welchem Takt sollte man lieber Vias von Lage zu Lage setzen anstatt durch den Stapel. Funktioniert hat das bei ähnlichen Layouts ohne Probleme, aber EMV mäßig will man ja heute auch alles richtig machen.
EMV möchte in erster Linie passende Stützkondensatoren und Serienwiderstände nach an den Pins. Keine Schlitze in Planes, keine Planegrenzen pber die Signale geführt werden. Ab der 2. Reihe kanns dann durchaus sinnvoll sein, die Kondensatoren auf der gegenüberliegenden Seite zu platzieren. Das wiederum kostet dann Platz und du kommst nur noch mit wenigen Signalen unter dem BGA durch. Microvias und Buried Vias (also die klassische SBU Technik) nutzt man nur, wenn es nicht anders geht. Ein fine pitch BGA kann dafür ein guter Grund sein aber auch Platzmangel. Ich hab heute erst eine Platine in Auftrag gegeben, die folgende Daten hat: 1TQFP100 mit großem Thermal pad, einen TSSOP mit 56pins, einen Ziff SVB mit 0,5mm pitch und 24pins und einen beidseitigen Steckerkamm. Dazu noch das obligatorische Hühnerfutter (27C's, 8Ferritbeads, 5 common mode Drossel-arrays und 6 Widerstände sowie einer LED.) Das ist ebenfalls ein 1-4-1 SBU Aufbau mit Microvias. Bräuchte man eigentlich nicht dafür. Aber da ich das auf einer Fläche von 45x23mm unterbringen und auch noch Platz für den Kamm freihalten musste, ist es halt sehr eng und ohne SBU würde es vermutlich gar nicht gehen. Hätte ich nur 1cm mehr in der Höhe wäre das nicht notwendig gewesen. Dann würde es klassisch mit 6Lagen durchkontaktiert gehen.
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Alles richtig, aber... Ich habe zweiseitig und 20 x 20. Chip ist 9x9mm. Gibt auch nur BGA. Ist also schon nicht ganz so normal. Kondensatoren hinten, was mein Platz jetzt nicht vergrößert. Nach Lehrbuch und schön Platz lassen ist da nicht.
Fredo schrieb: > ein > Via durchgehend und dann entsprechend in der nächsten Signallage weiter > oder Blind Vias Der Vorteil von Blind Vias besteht darin, dass die Lagen unterhalb der Vias freigehalten werden, so kann man viel mehr Leiterbahnen unterbringen, weil eben auf den Lagen 3..6 diese Vias nicht im Weg sind. Bloss um von den BGA-Pads auf andere Lagen zu kommen tun es normale Vias, Blind Vias sind sowieso in der Regel auf die nächste Lage unterhalb der Oberfläche beschränkt. Fredo schrieb: > sollte man lieber Vias von Lage zu Lage setzen Das sind dann nicht nur Blind sondern auch Buried Vias und das wird nochmal deutlich teurer. Ausserdem muss man die Fertigung beachten, man kann nicht völlig beliebig von Lage x zu Lage y durchkontaktieren. Mit diesem Missverständnis wurden schon Projekte für zigtausende in den Sand gesetzt mit einem erstaunten "was das geht wirklich nicht?". Georg
Mit der nächsten Lage hab ich mich vielleicht falsch ausgedrückt. Wo es mir bei meiner Fragerei geht ist zu ermitteln was gegen durchlöchern der Masselage spricht. Eine Plane hat man ja eigentlich nie. Das das nicht gut ist ist mir klar. Aber wo gibt es Grenzen. Bisher waren die Antworten ja mehr nach Nase. (kein Vorwurf, mach ich ja auch). Will ich also BGA Oberseite (L1), durch die Masse (L2) in Signal (L3) direkt, geht das vereinfacht eben nur mit dem Kompromiss auch alle anderen Lagen zu durchdringen. Neben dem nicht abgeschlossenen Signal (bis L6) ist es natürlich auch Platzverschwendung. Auf der anderen Seite ist HF für "jeden" was anderes. Was helfen würde bei verlegen von Leiterbahnen: 1. bis <1MHZ egal bzw. so gut wie möglich über alle Lagen 2. ab 1MHZ bis 6MHz(Video) Längenmatching, so Kurz wie möglich 3. 10Mhz bis 24(50) MHZ Ethernet MII RMII laut Designguide ??? (Datenblatt sagt natürlich maximale Performance, aber Realität?) 4. 100MHz bis ... hab ich noch nie verlegt, bzw. hatte keine zu besonderen Anforderungen. (LQFP u.s.w.). 5. NXP i.MX6 sagen als optimale Leiterplatte 6Lagen wie oben beschrieben, und da ist Gigaherz bei den Rams. Mir fehlt so ein bisschen die Erfahrung mit HF oder meinetwegen NF.
Du brauchst eigentlich nur 1 Wert: Ab ca. 150kHz folgt der Rückstrom zunehmend dem Signalpfad. Ab dem MHz Bereich dann fast ausschließlich. Deshalb darf das Signal nicht willenlos über Planegrenzen gezogen werden. Auch beim Lagenwechsel muss man darauf achten, dass der Rückstrom möglichst nah am Signal ebenfalls möglichst niedrigohmig folgen kann. Dabei musst du beachten, dass nicht die Widerholfrequenz eines Signals ausschlaggebend ist sondern die Anstiegszeit, die heute bei Wald- und Wiesen ICs im Bereich von wenigen ns bis in den ps Bereich liegt. (Du bist also faktisch immer in diesem Bereich wenn du mit Digitalschaltkreisen arbeitest. Ganz prinzipiell sind Schlitze in Planes nicht gut. Schlitze entstehen aber gern auch ungewollt, durch Steckverbinder oder Vias, die nebeneinander aufgereiht sind. Klassisches Beispiel: Ein Bus muss um 270° geführt werden. Man kann nun mit den Signalen klassisch ankommen und in 45° eine Reihe Vias bauen die dann die Signale auf eine andere Lage legen wo sie dann weitergeführt werden. Dabei entsteht ein Schlitz in den Planes, welcher dann messbar ist. Weiters solltest du, weil ich gerade einen Bus erwähnte auf das Übersprechen achten. Je länger 2 Signale parallel laufen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Signal mit der höheren Flankensteilheit auf das andere Signal überspricht. Dagegen hilft nur Abstand und die Koppellängen so gering wie möglich zu halten. Wenn du dann Impedanzkontrolliert arbeiten musst wird noch etwas dazu kommen an Dingen, die man beachten muss. Speziell der von dir angesprochene Längenausgleich ist so ein Streitthema. Man kann das theoretisch betrachten und ihn auf der Platine so gering wie möglich halten (So halte ich es auch). Dann hat man halt mehr Reserve bei der Signalqualität. Da kommt es auf den persönlichen Anspruch eines jeden Einzelnen an.
Fredo schrieb: > Via durchgehend und dann entsprechend in der nächsten Signallage weiter > oder Blind Vias. Letztere sind auch nicht gerade günstig zumal die > Anzahl der Hersteller die das können singt. Ohne Blind Vias braucht man mehr Lagen für ein "sauberes" Design. Mit Blind Vias kommt man vielleicht auch easy mit weniger Lagen oder einer kleineren Platine aus (unterm Strich billiger). Eine durchlöcherte Massefläche ist meist eher kein Problem. Hauptsache es sind wirklich nur Löcher und keine Schlitze bzw. jedes Signal hat einen halbwegs sauberen Rückpfad. Klar, je durchgängiger die Massefläche, desto besser. Aber ein Show-Stopper sind Löcher in der Massefläche eher selten, würde ich sagen. Das Design scheint ja nicht extrem High-Speed zu sein, wo eine kontinuierliche Impedanz über Leben und Tod entscheidet. Oder wo Reflexionen an Via-Stubs ein Problem sind. Das Hauptproblem - wenn du nur TH-Vias hast - ist halt, dass du auf jeder Lage Platz zum Routen verlierst. Wenn du alles mit TH-Vias geroutet bekommst, und alle Signale einen halbwegs sauberen Rückpfad haben ist doch alles super.
P. S. schrieb: > Ohne Blind Vias braucht man mehr Lagen für ein "sauberes" Design. Mit > Blind Vias kommt man vielleicht auch easy mit weniger Lagen oder einer > kleineren Platine aus (unterm Strich billiger). Das kann ich nicht unterschreiben. Aktuelles Beispiel: Eine Platine mit 45x23mm, 6 Lagen, angefaste Stecker und Goldkontakte kostet 16,94€ das Stück. (Lieferzeit Standard aktuell 8 Tage) Die identische Platine mit Blind und Microvias kostet 36,73€ und dauert 31Tage, wenn die Microvias gefüllt und geschliffen sind. Lässt man das Weg (kein Via in Pad) dauert es immerhin noch 24Tage und kostet 32,16€. Soviel Platz kannst du gar nicht sparen, dass sich das Rechnet. Schlussendlich musst du bei einem SBU Aufbau ca. doppelte Platinenkosten annehmen, da die Platine (bis auf Lötstopplack und Vereinzeln) doppelt gefertigt wird. Selbst wenn ich 10 Lagen bräuchte, wäre der Preis ohne SBU Technik 24,50€. Preise Quelle: Multi-CB Ergo: Man nutzt es nur, wenn es technologisch wirklich notwendig ist, weil man entweder ein entsprechendes Bauteil verwendet oder den letzten mm² aus dem Design herausholen muss.
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Christian B. schrieb: > P. S. schrieb: >> Ohne Blind Vias braucht man mehr Lagen für ein "sauberes" Design. Mit >> Blind Vias kommt man vielleicht auch easy mit weniger Lagen oder einer >> kleineren Platine aus (unterm Strich billiger). > > Das kann ich nicht unterschreiben. Aktuelles Beispiel: Eine Platine mit > 45x23mm, 6 Lagen, angefaste Stecker und Goldkontakte kostet 16,94€ das > Stück. (Lieferzeit Standard aktuell 8 Tage) Die identische Platine mit > Blind und Microvias kostet 36,73€ und dauert 31Tage, wenn die Microvias > gefüllt und geschliffen sind. Lässt man das Weg (kein Via in Pad) dauert > es immerhin noch 24Tage und kostet 32,16€. Soviel Platz kannst du gar > nicht sparen, dass sich das Rechnet. Schlussendlich musst du bei einem > SBU Aufbau ca. doppelte Platinenkosten annehmen, da die Platine (bis auf > Lötstopplack und Vereinzeln) doppelt gefertigt wird. Selbst wenn ich 10 > Lagen bräuchte, wäre der Preis ohne SBU Technik 24,50€. > > Preise Quelle: Multi-CB > > Ergo: Man nutzt es nur, wenn es technologisch wirklich notwendig ist, > weil man entweder ein entsprechendes Bauteil verwendet oder den letzten > mm² aus dem Design herausholen muss. Wenn man ein Design konventionell routet und einfach da wo es eng wird ein TH-Via durch ein Blind Via ersetzt, dann mag das keinen Kostenvorteil bieten. Deswegen sage ich auch im vorliegenden Fall, dass man ruhig bei TH-Vias bleiben kann, wenn man das sauber geroutet bekommt. Wenn allerdings Layout, Lagenaufbau und Layerbelegung von Anfang an auf den Einsatz von Blind-Vias ausgelegt sind, dann kann man mit Blind-Vias unterm Strich Geld sparen. Natürlich nur bei entsprechenden Designs mit hoher Bauteil-/Signaldichte und/oder großen BGAs mit kleinem Pitch. Man muss eben immer die Gesamtkosten im Blick behalten. Klar sind manche Designs ohne Blind-Vias gar nicht erst lösbar. Aber Blind-Vias können sich schon vorher lohnen. Wobei der Kostenvorteil meist erst bei größerer Lagenanzahl wirklich signifikant wird. Also wenn man beispielsweise eine 12-Lagen TH-Platine auf eine 8-Lagen Platine reduzieren kann, oder eine 20-Lagen auf eine 10-Lagen usw. Nur weil man theoretisch alle Lagen mit Blind/Burried Vias verbinden kann, ist es natürlich noch lange keine gute Idee das auch zu tun. Da muss man eben eng mit dem Leiterplattenhersteller zusammenarbeiten, um für die jeweilige Anwendung einen kosteneffizienten Lagenaufbau zu finden. Die Formulare auf den Websites diverser (Pooling-)Hersteller sind dafür meist eine eher schlechte Anlaufstelle. Hat man z. B. nur mechanisch gebohrte Blind-Vias von den Außenlagen in die jeweils erste Innenlage und sonst nur TH-Vias, ist das - bis auf das Bohren der Blind-Vias - eine normale Platine. Die wirklich teuren Fertigungsschritte (Laminierung und Metallisierung) muss man hier - wie bei jeder Platine - nur einmal durchführen. Es gilt dann halt ein paar Design Rules zu beachten (Abstände der Lagen, Aspect Ratios, ...).
Wenn man sich über die VIA Geschichte Gedanken macht, hat man ja auch Luxus Probleme. Ein Via von 1,2 ist ja gut um in die Masse zu kommen. Ein Via 1,3 wäre nötig um in die zweite Signallage zu kommen. Also auch "Schön"-. Doppelseitig heißt das aber schon vier Vias die nicht durch den ganzen Stapel gehen. Zudem ist 1,3 für viele Platinenhersteller schon unmöglich oder richtig teuer. 1,4 ist wieder gut möglich aber in meinem Fall nicht hilfreich. Ich denke TH und Längenmatching sowie eine 6 Lagen Platine ist auch mein Kompromiss in dieser Sache.
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