Привет всем,
Хочу сделать PCIe 1х на 4-х слоях. Производитель рекомендует делать такую конфигурацию платы:
медь - (1/2oz)18um
препрег - (4.5mils)0.1143mm
для диф. трассы получается (5mils)0.127mm с настоянием между (7mils)0.1778mm

В общем хочу немного понизить класс точности, хочу увеличить расстояние между трассами до 200мкм и сами трассы сделать также 200мкм,
посчитал для препрега 7628 с толщиной 180мкм волновое сопротивление получается 100.25 ом,
Zo = 60,05 ом, вроде требования спецификации удовлетворяю. Считал в Saturn PCB Toolkit.
Собственно вопрос, могу ли я так сделать? Или есть что то, что я не учитываю?

Можно конечно, почему бы и нет? Другой вопрос, что при таких параметрах пара займет ощутимо больше места(24 милса против 17 в оригинале), плюс зазоры до остальных элементов РСВ пропорционально увеличатся, но Вам виднее, сколько у Вас свободного места.

Спасибо за ответ.
Насчет места, это да, вроде хватает, поэтому и хотел увеличить.
Тока что то не могу понять, щас попробовал пересчитать другими прогами, есть большой разброс данных, TxLine в режиме OddMode например вообще рассчитала: 56ом. Я немного в ступоре, чему доверять?
ps. Polaris дал схожий результат с Saturn PCB Toolkit, видимо придется довериться им.

По моему опыту SaturnPCB дает результаты очень близкие к Polar, а ей в основном пользуются большинство производств.
TxLine уже не пользуюсь.

Ясно, спасибо.

Я разводил в 4-х слоях PCI-E. Ширина/зазор в диф. паре: 0,2/0,2мм. Стек как в ПСЭлектро вариант 1 для толщины платы 1,5мм, который у них стоит по умолчанию. Все прекрасно работает.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
эта плата в комп вставляется.
А на терминальной плате ширина/зазор в диф. паре 0,15/0,15, стек такой же:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Один момент: платы соединяются 3м кабелем, если его свернуть кольцом в несколько витков (когда платы рядом), не работает, разложить в длину - работает.

Сейчас делаю плату для mini PCI-E. Там плата 1мм толщиной. Так что надо будет пересчитать параметры диф. пары, если не получится обеспечить такой же зазор до плейнов.

И зачем для обеспечения одного и того же импеданса(теоретически) на одном и том же стэке сделаны разные параметры пары?

Потому что первая делалась по типовому классу точности (дешевле), а вторая по повышенному (дороже) и там БГА, проводник 0,2мм просто не пролезет между шарами.

Вы не учитываете то обстоятельство, что препрег типа 7628 не должен быть использован самостоятельно, тем более одним слоем.
Этот препрег, при достаточно большой толщине, имеет низкое содержание смолы - 40..45%, что может стать причиной некачественного прессования.
В любом случае, если зазор между проводящими слоями позволяет, необходимо использовать два слоя препрега.

bigor
А не проще ли задать необходимые межслойные расстояния и предоставить производителю решать самому каким образом он их обеспечит (если, конечно, сможет), чем изучать всю номенклатуру материалов? Все равно врядли удастся учесть все тонкости данного конкретного производства и без согласования структуры не обойтись.

Так можно, вот только надо хоть немного представлять, какие препреги какие толщины обеспечивают. Потому что можно задать толщину 327.49 мкм и требовать, чтобы технологи ее повторили с точностью до второго знака после запятой. А это нереально.
Кстати, номенклатура популярных препрегов не такая и большая, порядка 5-6 штук.



Что-то меня это немного смущает, потому что встречал проекты, где данный препрег используется в количестве одной штуки.
Хотя могу согласится, что чаще он идет с каким-то другим препрегом, например 2116 или 1080.

Проще. Конечно.
Однако, не забывайте, что разные типы препрегов имеют разное содержание смолы. А это влечет, в свою очередь, к разной проницаемости и отличным импедансам.
В этом случае, не забывайте заказывать контроль импеданса дифпар.


В любом случае производитель закладывает погрешность толщины платы +/-10% (в лучшем случае, и далеко не всегда +/-5%). Соответственно и погрешность толщины слоев диэлектрика пляшет с такой же точностью.

Позвольте с Вами не согласиться.
Ниже перечень типовых препрегов IT-180A.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
А это только один из материалов одного из производителей.
В зависимости от типа материала и от производителя параметры препрегов (проницаемость, толщина стартовая и т.д.) могут довольно сильно отличатся.

Скорее всего это было что то уникальное, где надо было толька так и никак по другому...
Один слой препрега типа 7628 можно проложить, например, между двумя плэйновыми слоями, имеющими малую толщину меди и коэффициент заполнения медью ближе к 90%.
В любом случае надо смотреть по месту. При любых возможных проблемах с прессованием платы производитель будет задавать уточняющие вопросы и предлагать свои варианты, более технологичные.

А можно поподробнее, какой стек у них по умолчанию? Можно ссылку, а то я лазил, не нашел...

Если посмотреть внимательно на список, то не намного больше - 8 типов препрегов. А вот есть ли на складе у конкретного производителя весь список - большие сомнения.
Во всяком случае я не помню, чтобы у нас в проектах проходили препреги 1506 или 7630.
У других производителей будет аналогичный тип препрега (например, 1080 или 2116), а не свой уникальный. ИМХО, отличаются они не сильно.
Если это препрег 1080, то толщина у разных производителей будет колебаться около 70 мкм,у кого побольше - у кого поменьше.



Нет, ничего особенного, кросс-плата. Просто под расчет сопротивлений хорошо попала толщина именно одной прокладки 7628.
Плату сделали первый раз, проблем не было, сейчас делается вторая версия.



Похоже так и было.

"Нет, ничего особенного, кросс-плата. Просто под расчет сопротивлений хорошо попала толщина именно одной прокладки 7628.
Плату сделали первый раз, проблем не было, сейчас делается вторая версия."

Абсолютно согласен. Я вообще не пойму проблемы. По-моему bigor уж слишком сгущает краски. Если на производстве и не смогут использовать 1 препрег 7628, то уж толщину 0,18 наверняка наберут из других препрегов. Вы никогда не угадаете, что у них сейчас на складах в наличии. А заказывать контроль импеданса (мое личное мнение) следует всегда заказывать, если есть требования к нему при проектировании платы.
Можно смело писать 1 препрег 7628, а уж на производстве пусть сами разбираются какой у них есть препрег и какая у него диэл. проницаемость. Потом они пришлют на согласование предлагаемую структуру с получаемым при этом дифференциальным сопротивлением.

Слушай, посмотрел сейчас на их сайте, действительно нет информации по стеку, но раньше была:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Диэлектрик между наружным слоем и плейном на внутр слое - 360 мкм.
В бланке заказа всегда указываю вариант изготовления, а они поди уже из других материалов делают , поэтому и инфу убрали с сайта...
Уточню при следующем заказе.

Соглашусь дословно. Для разработчика основным является требования по сопротивлениям. Структура слоев - вторична.
Но при заказе на производство лучше давать полную информацию: требования по сопротивлениям с предварительной структурой слоёв, которую использовали при расчетах.
А дальше производство либо подтвердить данный вариант, либо предложит изменения.

С толщиной препрега Вы все равно точно не посчитаете, один и тот же препрег в одном стекапе будет иметь разную толщину. Это зависит от заполнения медью проводящего слоя. Разница может быть достаточно существенной (например РР 2116 на конкретной плате 9й слой 4.3524мил, а 11й слой 4.2249мил - данные производителя). Я при расчете беру значения, отличные от других проводников на плате. Тогда у производителя есть возможность скорректировать ширину проводника для обеспечения заданного импеданса простым выделением всего массива линий одной ширины и изменения его под свою расчетную величину (конечно после согласования).
Просто указывайте желаемую толщину слоя и расчетный импеданс. Дальше в процессе согласования все решите. Как показала практика производитель в большинстве случаев выполняет все эти требования.
Грубо можно закладывать с 2 до 10 мил с шагом через 1 мил.

Список конкретного производителя в приложении.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Это то что на складе есть всегда. Как правило. Другие - под заказ.
Как правило - 5-6 наиболее ходовых типов разных марок от разных производителей есть всегда.


Да ни в коем случае....

По этой именно причине не стоит вообще производителю указывать какой из типов препрегов Вы хотите использовать. Он сам подберет нужный (нужные).
Для производителя нужна только информация по расстоянию между слоями.
Это, конечно, если контроль импеданса в заказе присутствует.

Абсолютно согласен. Полностью поддерживаю это мнение.
Однако процедура контроля имеданса дребует дополнительных расходов, что удорожает стоимость заказа.
Довольно много заказчиков, ограничнных в ресурсах, пытаются решить эту задачу "малой кровью", так сказать.
Т.е. просчитывают импеданс самотоятельно, проектируя стек и учитывая особенности материалов, а в заказе контроль импеданса не указывают.
Есть конечно риск получить несколько отличную по параметрам плату от того, что расчитывалось. Вот для того, что бы этот риск минимизировать уже и нужно иметь хорошее представление о параметрах препрегов и как они себя ведут во время прессования.

Вот тут как раз заказчик начинает искать приключений. Ибо при переводе заказа к другому производителю без указания требований по сопротивлениям, он может получить результат отличный от нужного. Сталкивался с таким, чаще удавалось уговорить, но не всегда.

Более того, от платы к плате, от партии к партии эта толщина будет варьироваться.
Причин тому много.

Очень важный момент - если на плате есть в одном слое дифпары и простие линии, никогда не стоит выполнять их проводником одинаковой ширины. Хоть на микрон, но что бы была разница в ширины. В этом случае линии будут выполнены одной апертурой, а дифпары - другой, почти такой же, но отличной по номеру.
В этом случае у производителя будет возможность оперативно сделать изменения и не допустить ошибок, ведь "простое выделение всего массива линий одной ширины" производится как раз по номерам апертур.

И модель, по которой этот импеданс расчитывался. И этого вполне достаточно.
Только при расчетах импеданса не забываем смотреть в даташит на материал и принимать реальную проницаемость, а не эфемерное число 4,6, к примеру. Как делают некоторые "начинающие" конструктора.
Некоторых заказчиков довольно сильно шокирует, когда завод предлагает для обеспечения импеданса и структуры изменить ширину проводников с 5,2 на 6,8 мил, к примеру. Потом начинаются проблемы с зазорами и т.п.

Можно. Но притаком подходе можно попасть в "мертвую зону", т.е. задать такое значение, которое нельзя обеспечить ни одной из возможных комбинаций имеющихся в наличии препрегов. Тогда остается только править ширину проводников, что в некоторых случаях не приветствуется заказчиком.

Я бы не стал такие требования давать разработчикам. ИМХО, САМ инженер должен уметь выделять требуемые проводники.

Почему? Это сильно усложнит разработку РСВ?

Вы имеете в виду инженеров предприятия-изготовителя, которые сидят на подготовке производства?

Просто неудобно, это лично моё мнение.

Да.

Именно это я и имел ввиду. И не только простые линии могут совпасть. Могут совпасть, например, 60-омные проводники и сильносвязанная 100-омная дифпара.



Ну на столько меня еще ни разу не исправляли . Так-то да, чем точнее мы себе представляем стекап, тем меньше погрешность.
Но в общем случае - запросто может быть, что производитель ПП заложит препреги с разным эпсилон. Для того чтобы изменить проводник на 0.1 мила необязательно менять ПиСиБи. Достаточно того, что технолог при изготовлении фотошаблона изменит ширину проводника, ИМХО. Естественно после согласования.

Ну вот представте, Вы посчитали импедансы и для обеспечения 50 Ом проводников необходимо их выполнять шириной в 200мкм, а дифпары 100 Омные - шириной 180 мкм (или 210мкм - цифры я просто от фонаря беру).
Неужели будете шаманить с зазорами для того, что бы и линии дифпары имели ширину 200мкм? Т.е., что бы все проводники на плате имели ширину 0,2мм. Правильно я Вас понял?
ИМХО, как раз правильнее сделать линии и дифпары той ширины, которая наиболее точно согласуется с расчетами и обеспечит наилучшее согласование и передачу сигнала...
Аналогично, если по расчетным данным и одиночные линии и дифпары должны иметь одинаковую ширину, допустим 150мкм, то правильнее сделать их отличными. Например, линии выполнить шириной 150мкм, а дифпары - 155мкм (опять-таки - чисто условные цифры). Это будут разные номера апертур в герберах и инженера завода никогда не спутают одно с другим...

Хорошо. Допустим есть у нас сложная многослойка. Допустим на ней 8 сигнальных слоев. На каждом несколько сотен линий и несколько десятков дифпар. Пусть даже только десяток дифпар на каждом из слоев и по сотне линий. Вся эта радость у нас выполнена проводниками шириной, допустим, 125мкм. Импеданс расчитан неверно - чего-то там конструктор недоучел...
Завод подобрал стек, пересчитал и предлагает изменить ширину линий с 125мкм на 130мкм, а дифпар со 125мкм до 120мкм (опять таки чисто условные цифры...).
Заказчик говорит: не вопрос - меняйте. И вот тут начинается самое страшное на мой взгляд... Инженера завода, на свой страх и риск начинают по каким то, только им известным признакам, выделять на герберах каждого из слоев дифпары, менять им апертуру на меньшую ширину, все остальное - делать большей шириной...
Где гарантия что они правильно поймут где в этом дизайне дифпары, а где отдельные линии?
Где гарантия, что они ничего не провтыкают, не запутаются.... ?
Хорошо если Вы отдаете в работу не отдельные гербера, а проект с нетлистом, где дифпары явно указаны. В этом случае риск получить плату с ошибками снижается многократно. Но все равно, вся эта работа по поиску и замене - отнимет кучу премени и потребует дополнительных согласований....
Оно Вам надо? Не проще ли сразу сделать дифпары хоть чуть-чуть отличными от линий...
ИМХО: отдавая гербера проекта в работу, всегда надо стремиться обеспечить минимум творчества и полета фантазии инженерами завода.
Именно для того, что бы не нафантазировали...

Нет, я не это имел ввиду. Я в любом случае буду исходить из требований в процессе разработки, а не удобства cam-инженера.
Чаще в моих проектах присутствуют дифференциальные пары, причем, стараюсь их делать тесносвязанными. Иногда требуется контроль одиночных линий.
Но при наличие и тех и других проводники не получаются одной ширины. Помню один проект, где дифференциальные пары имели большой зазор. Ну так в этом случае ничего страшного, что и простое сопротивление, и проводники из дифпар имеют одну ширину. Если производству потребуется изменить ширину - пусть меняют и там, и там.

Я понимаю, почему вы так делаете. Но я думаю, что так делать необязательно.

Опять же, мне понятно, для чего такая подстраховка. Но мой подход плюс опыт пока позволят обходится более простыми условиями.
Во всяком случае cam-инженеры попадались не слишком деревянные.
Ж;-)

гы. Не уговорили. Более простые платы позволяют обходиться более простыми условиями .

Не уговорили....


Опыт дело наживное....
Но неужели самому нужно наступать на грабли, на которые уже кто то наступал и предупреждает об этом?
Ведь гораздо разумнее учится на чужих ошибках, чем самомму набивать шишки.... Не так ли?

Господа, я не уговариваю вас делать, как я делаю.
Надеюсь, вы можете принять моё объяснение, что такая схема работы пока не даёт сбоя.

2 Sanchez_

Ого, там для 1 Варианта получается зазор в 360 мкм, для такого зазора при параметрах 0,2/0,2 получается 117 Ом!
А контроль импеданса был? Неужели прям все заработало?

У меня по расчетам получается примерно 100 Ом. Пользуюсь прогой CITS25. Ты наверно толщину меди берешь 18 мкм. После гальванического нанесения меди больше получается, нужно прибавить еще примерно 35 мкм. Я в расчетах использую толщину меди 50 мкм. Все равно этот расчет условный и сильно примерный, главное сильно не ошибиться. Контроль импеданса не заказывал ни разу (просто в Электроконнекте такой возможности нету). Я и мой коллега сделали в общей сложности великое множество проектов с диффпарами 90 Ом, 100, 120, (USB, Ethernet, PCI-E, LVDS и т.п.) в некоторых длина превышала 10 дюймов, и всегда (тфу-тфу-тфу) все работало с первого раза.
Но это касается конкретного производителя, у другого могут быть другие материалы и технологии.
Как то раз заказали серийные платы у другого производителя (в Резоните) по той же топологии и без контроля импеданса и они тоже работали.
Хотя, я заметил что иногда бывают проводники тоньше чем нужно, типо перетравливают. Еще я заметил, что на одних и тех же платах, даже из одной партии существенный разброс параметров проводников. Как-то промерил сопротивление печатной антенны (омметром) на всей партии, там намотан печатный проводник спиралью с обоих сторон метров 5 (точно не помню), разброс меня поразил - процентов 30, если не больше.

Тут нужно понимать, что не надо точно выставлять импеданс, главное попасть в приемлемый диапазон, и чем короче трасса, тем шире этот диапазон.

И еще я хотел добавить, что важнее всего, выполнять рекомендации по разводке дифпар и не допускать грубых ошибок. Типо, делать сплошной полигон под парой (и не только под парой, но и рядом), не подводить близко к паре с одной стороны землю, а с другой питание и т.п. А вот с обеих сторон симметрично одну и туже землю или одно и тоже питание подводить не критично, но не рекомендуется.
Как-то раз коллега, то ли по запарке, то ли по незнанию, залил землей весь верхний слой, по которому шла пара USB в максимально скоростном режиме. Земля бала близко к паре (0,3 мм), но с обеих сторон. Да, импеданс изменился в меньшую сторону, но не на столько чтобы плата не работала. В следующей ревизии полигон отодвинули от пары - так же работает как и работала.
И еще один момент, при разводке PCI-E, лучше избегать переходов на другие слои, но если все же по другому никак, то нужно обеспечить, чтобы и опорный слой перешел. Например, на 4-х слойке, пара переходит с верха на низ (понятно, сто переход симметричный и обеспечивает равность длин) так нужно еще сделать переходные отв. симметрично для земли со 2-го слоя на 3-й (чем больше, тем лучше), и на 3-ем тоже должен быть сплошной полигон под парой на 4-ом. Посмотри в моем примере.

Рискованный момент, надо точно знать, что такое "приемлемый диапазон".
Производство в лучшем случае даёт допуск на величину сопротивления +/-5%, стандартно +/-10%.
В итоге, если надо было получить 100 Ом, а топологию подогнали, например, под 95 Ом, то с учётом допуска худший вариант развития событий - это 86 Ом. Будет работать или нет - вопрос.
Я обычно стараюсь в предварительном расчете подогнать к нужной величине с точностью +/-1 Ом, а далее уже согласовываю с производством окончательный вариант структуры слоев и расчет сопротивлений с изменениями топологии (если требуется).

скорее всего будет.

Я тоже стараюсь подогнать топологию +/- 1%, но это теоретически, а сколько получается на практике, и насколько верен расчет, я не знаю. В любом случае лучше выставить сразу матожидание правильно, тогда ошибка будет меньше, но она все равно будет.

Я видел рабочие платы на USB 2.0, где либо вообще не рассчитывался импеданс либо был рассчитан неверно (по моим представлениям), но они работали, т.к. трассы были короткими, меньше дюйма.

И еще, на той плате терминальной из примера, на одном из сигналов PCI-E по дороге на FPGA нужно было что-то сделать и для этого там стояла микросхема, с одной стороны в нее входит с другой выходит, потом ее решили убрать за ненадобностью и бросить перемычки из провода. Как бы, совсем несогласованный участок получился, однако все работает.

Дабы не создавать ещё одну тему, спрошу здесь:
Никак не могу понять, какой конкретно импеданс, кроме дифференциального, нужно выдерживать для дифференциальный линии в PCIe шине? По стандарту нашёл упоминание про дифф. и common mode импеданс (100 и 50 Ом соответственно) для передатчика и приёмника, исходя из чего понятно, что Zdiff линии передач должен быть такой же, как и у них (100 Ом). А какой должен быть odd mode impedance или common mode impedance? Кто-то из них должен быть равен common mode импедансу приемника....
Короче запутался. Подскажите, пожалуйста, какие должны быть вышеперечисленные импедансы для дифф пары в PCIe шине.
Заранее спасибо.

ИМХО, если идёт контроль по дифсопротивлению в 100 Ом, то контроль одиночного уже можно не контролировать.

Все зависит от приложения...