Forum: Platinen Layoutkritik: PHY Transceiver


von Andreas L. (Firma: Systementwicklung A. Lemke) (andreas79)


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Liebe Forumsteilnehmer,

ich würde mich über einen konstruktive Kritik des angefügten Layouts 
freuen. Insbesondere würde ich gern wissen, ob das Routing der 
differentiellen Leisungspaars RX+/- und TX+/- zwischen dem 
PHY-Transceiver (KSZ8051MLL, oben, mitte) und dem MagJack (oben, rechts) 
so akzeptabel ist.

Wäre es klüger, die Länge der beiden Leitungspaare zu verkürzen und 
unter dem PHY zu verlegen, dann allerdings mit mind. 1 x Via pro 
Leiterzuzg.

Die Leiterzüge haben eine Breite von 8 mil und eine mittleren Abstand 
von 10 mil.

Zur Information: es handelt sich um einen 4-lagigen Aufbau: Sig1, GND, 
Vcc, Sig2 - Darbestellt ist hier nur der Sig1 Layer.

Viele Grüße

Andreas

PS: Für das PDF-Format des Anhangs bitte ich um Entschuldigung, leider 
habe ich momentan keine Möglichkeit dieses zu konvertieren.

von Andreas Rath (Gast)


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Andreas Lemke schrieb:
> Wäre es klüger, die Länge der beiden Leitungspaare zu verkürzen und
> unter dem PHY zu verlegen, dann allerdings mit mind. 1 x Via pro
> Leiterzuzg.

Nein, jeder Lagenwechsel ist eine Störstelle und erzeugt einen 
Impedanzsprung.
Ausnahme: Du steigst direkt in den Pads des PHY bzw. des Steckers in die 
Innenlage.

Um die Länge der Leitungen würde ich mir in dem Fall allerdings keine 
Sorgen machen, sehr wohl aber um einen korrekten Längenabgleich.


> Die Leiterzüge haben eine Breite von 8 mil und eine mittleren Abstand
> von 10 mil.

Die Leiterbahnbreiten und Abstände für impedanzkontrolliertes Routing 
sagt dir der Leiterplattenhersteller.


> Zur Information: es handelt sich um einen 4-lagigen Aufbau: Sig1, GND,
> Vcc, Sig2 - Darbestellt ist hier nur der Sig1 Layer.

Einen anderen Grund gäbe es allerdings die Leitungspaare in die 
Innenlagen zu verlegen:
Die Fertigungstoleranzen sind wesentlich geringer als die der 
Aussenlagen.
Dafür würde es aber mehr als 4 Lagen benötigen.

lg,
Andi

von Michael H. (michael_h45)


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Andreas Rath schrieb:
> Einen anderen Grund gäbe es allerdings die Leitungspaare in die
> Innenlagen zu verlegen:
> Die Fertigungstoleranzen sind wesentlich geringer als die der
> Aussenlagen.

Interessant. Kannst du das belegen oder wenigstens begründen?

von Michael H. (michael_h45)


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Nachtrag: dass Innenlagen oft mit weniger Kupferauflage gefertigt 
werden, lass ich nicht gelten. Man kann auch Außenlagen mit ~10µm 
fertigen lassen.

von Christian B. (luckyfu)


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Michael H. schrieb:
> Interessant. Kannst du das belegen oder wenigstens begründen?

Das liegt an der Fertigungsart.

Innenlagen werden mit der Späteren Endkupferschichtdicke aus dem Lager 
genommen und Strukturiert.
Dementsprechend ist über die ganze Lage die Schichtdicke überall gleich.

Für die Außenlagen wird eine Kupfer Folie genutzt die aber maximal die 
Hälfte der späteren Schichtdicke ist. Diese wird zusammen mit den vorher 
strukturierten Innenlagen zu einer Platine verpresst. Anschließend 
werden die Durchzukontaktierenden Löcher gebohrt, die Platine wird mit 
einem Organischen Komplexbilder behandelt (Um das Harz an den 
Lochwandungen elektrisch leitfähig zu machen)und die Platine wird mit 
einem Fotoresist laminiert, belichtet, entwickelt. Danach gehts ins 
Galvanikbad. Hier ist nun das Problem, daß die Galvanische Abscheidung 
nicht überall gleichmäßig ist. So hat man bei 15µm Foliendicke und 
später gewünschten 20µm Cu in den Lochwandungen leicht das doppelte 
(also 40µm) Cu auf der Oberfläche. d.h. statt 35µm bekommst du >50µm. Zu 
guter Letzt ist aber auch auf der Oberfläche die Abscheidung nicht 
gleichmäßig. Große Flächen werden zugunsten schmaler Leiterzüge 
bevorzugt wachsen.

Nat. gibt es auch eine andere Form der Fertigung in dem man die 
komplette Platine aufkupfert und danach erst strukturiert. Dies hat 
jedoch 2 Probleme:
zum einen benötigt man einen Lochüberspannenden Fotoresist (sog. Tenting 
film) und zum anderen muss man erst mühsam Kupfer aufgalvanisieren um es 
nachher wieder abzuätzen.

In ausnahmefällen wird das jedoch gemacht, vor allem bei SBU Aufbauten 
die einzelnen, durchkontaktierten Innenlagen.

Außenlagen mit 10µm gibt es nicht per se. Die dünnste Folie die ich 
kenne ist 5µm. mit 20µm Wandungsstärke ergibt sich hiermit mind. 25, 
aber realistisch eher 35µm Dicke.

von Reinhard Kern (Gast)


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Michael H. schrieb:
> Interessant. Kannst du das belegen oder wenigstens begründen?

Richtig ist, dass die Innelagen aus gewalztem Kupfer bestehen, das 
ziemlich präzise gefertigt wird, während die Aussenlagen wenigstens 
teilweise galvanisiert werden und die Dicke daher nicht so genau ist. 
Nur hat die Dicke wesentlich weniger Einfluss als die Breite, was 
Impedanzen angeht (rund 10mal weniger).

Gruss Reinhard

von Michael H. (michael_h45)


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Man lernt nie aus! Danke Reinhard und Christian!

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