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高速数字电路封装电源完整性分析


本文摘要:首先,Pkg和PCB系统对数据处理和计算的市场需求越低,电子产品的核心芯片就越小,工作频率也越低。

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首先,Pkg和PCB系统对数据处理和计算的市场需求越低,电子产品的核心芯片就越小,工作频率也越低。目前,处理器的核心频率已经达到Ghz,数字信号提供更短的下降和下降时间,并提供更高的波形组件。

数字系统是高频低宽带系统。对于组装的PCB,PCB本身和上述PCB(Package,Pkg)的几何结构的共振频率也基本包含在此范围内。

不适当的电源系统(PDS)设计会引起结构共振,改善电源的质量,使系统无法长时间工作。此外,随着部件密度的提高,为了降低系统功耗,低压低宽度设计被广泛使用,低压信号更容易受到噪音的影响。

这些噪音非常广泛,如耦合(coupling)、交叉转矩(Crosstalk)、电磁辐射(EMI)等,但第二个影响来自电源的噪音,特别是实时转换噪音,整个PDS系统通常不仅包括电路系统,还包括电源和地平面组成的电磁场系统。右图是电源传输系统的示意图。图1中典型的电源传输系统图2、Pkg和PCB系统的测量通常是在浏览GBN(GLASIC噪音)时完全考虑PCB,测量S参数|S21|以响应GBN大小的依据。Port1表示SSN鼓励源的方向,即PCB的活动IC的方向,小|S21|表示更好的PDS设计和小GBN。

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但是,一般噪音来自IC,通过Pkg的电源系统、底板Via和PCB的锡球连接到达PCB的电源系统(图1)。因此,不能完全考虑PCB或Pkg,必须合并两者,以便在高速数字系统中准确说明GBN的不道德性。为此,设计了代表Pkg安装在PCB上的电源系统的PDS结构,如图2所示。图2BGAPCB中安装的结构图和横截面图用于在网络分析器(HP8510C)融合探针表(Microtechprobestation)中测量从50Mhz到5Ghz的该结构的S参数。

测量结果显示,两个450um-pitch用GS探针得到了Pkg信号层的Powerring和Groundring。该测量结构如图3所示。

图3BGAPCB中添加的结构测量图Pkg PCB结构测量S参数的结果显示在图4的右侧,还进行了单个Pkg和PCB的量测量结果。通过比较了解整个PDS系统和单个Pkg和PCB之间的差异。


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