如何设计满足仿真需求的有效叠层模型？

08月

如何设计满足仿真需求的有效叠层模型？

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　　90年代的时候，外围高速总线的频率还在66MHz左右，那时候八层板算是复杂度很高的单板，那时候介质材料的Dk和Df很高，设计裕度很宽，很少人关心铜箔和玻纤的特性，基本所有的PCB材料都叫“FR-4”，因为板材的电气性能对信号质量影响不大。

　　通信技术近十几年来的快速演变，从1G、2G一直演变到现在的5G，信号速率和频率都成倍的增加，以PCI总线为例，技术已经从20年前的一代演变到现在的六代，速率整整提升了25倍，总线速率已经达到了64Gbps.

　　随着信号传输速率和频率都越来越高，影响信号完整性的关键因素现在不仅包括阻抗，还包括损耗、铜箔粗糙度和玻纤编织效应等，PCB叠层设计变得越来越不容忽视，每一个叠层的细微差异都可能影响信号传输质量。

　　事实上，在物理世界构建PCB的过程中发生的一切都会或多或少的影响信号质量，因此需要考虑的细节不仅仅是一个PCB叠层本身，而是涉及每个PCB制造商的叠层加工过程。

　　PCB叠层问题是造成PCB改版的最常见的原因之一。不良的PCB 叠层设计会导致传输线阻抗失配，参考平面缺失等，并引起严重的信号完整性问题;电源和地层的不合理安排也会引入大量回路电感，引起去耦电容的“失效”;同时叠层设计也是影响EMI/EMC 的重要因素。

　　如何才能设计出满足高频高速PCB要求的叠层，最大的挑战是如何建立有效的叠层模型，包括：铜厚、层压后的厚度、DK、DF、玻纤结构等。如果没有准确的叠层模型，将无法在设计初期进行准确的信号完整性仿真，这样制造出来的实际产品就很难符合预期性能。

　　7月28日晚20:00电巢直播邀请到了西门子EDA亚太区EBS技术专家季伸彪及国内知名企业高速设计专家杜正阔，两位老师将从通信通讯行业应用案例来分析，为大家讲解如何在满足产品的需求下，合理进行PCB的叠层规划。

　　7月28日周四

　　季伸彪、杜正阔

　　《西门子EDA通信通讯行业应用案例基于ZYNQ7045电子系统硬件设计Ⅲ》

　　1、直播内容简介

　　本场直播，我们将结合ZYNQ7045板卡，来展示如何设计满足仿真需求的有效叠层模型，其中包含：

　　·如何计算满足产品阻抗要求的差分线配置

　　·如何根据损耗要求选择合适的板材和设计约束

　　·如何权衡性能和成本，选择合适的板材

　　·如何快速创建有效的高速PCB叠层模型

　　·如何对不同供应商的叠层进行快速验证

　　·如何无缝将叠层模型轻松的导入仿真工具

　　2、讲师介绍

　　杜正阔老师：

　　原国内知名企业高速设计专家

　　EDA365 cadence allegro论坛特邀版主

　　20多年高速PCB设计、仿真经验。曾任港湾网络、一博科技、兴森快捷等高科技企业工程师、高级工程师、设计经理等职务，设计过的产品涵盖通信、医疗、工控、计算机、雷达、消费类等多个行业。

　　个人主要出版物：

　　《Cadence Allegro 实战攻略与高速PCB设计》

　　季伸彪：

　　西门子EDA亚太区EBS技术专家

　　2019年加入Siemens EDA, 加入Siemens EDA之前曾经在国内大型EMS公司及国内知名通讯公司任职，深刻了解PCB设计与制造过程中的可制造性要求，熟悉PCB叠层的设计与制造的各项参数，2006年开始从事可制造性相关技术岗位。

　　3、直播要点

　　1、高速PCB叠层设计方法与技巧

　　2、结合ZYNQ7045板卡，进行叠层规划

　　3、叠层设计如何影响信号完整性

　　4、结合ZYNQ7045板卡，使用Z-planner Enterprise进行叠层设计演示

　　PCB设计中的叠层设计

　　叠层设计在高速应用中变得非常重要，叠层的设计包含多个方面：如何定义层叠设置，如何计算阻抗和损耗，如何选择材料，如何获取有效的材料参数(铜箔、材料)，如何与PCB板厂建立有效的叠层沟通等等

　　好的叠层设计流程可以极大提高设计团队效率，节省大量的时间和成本。

　　PCB设计中的叠层设计

　　基于ZYNQ7045板卡的阻抗与叠层设计案例

　　基于Siemens EDA的Z-planner Enterprise和ZYNQ7045板卡的损耗及阻抗需求，手把手从阻抗计算、损耗模拟、材料选择与对比、叠层创建一直到供应商叠层验证，进行全流程的叠层设计演示。

　　高速PCB板材库

　　高速PCB叠层设计中最重要的环节就是PCB材料选择，目前Z-planner Enterprise集成了欧美以及亚太地区常用的板材供应商的材料库，包含185多个系列的板材数据，可以满足不同客户对PCB材料的需求。这些数据均来自全世界主流的制造商，包括但不仅限于AGC、Isola、EMC、斗山、ITEQ、南亚、松下、生益、TUC、Rogers、Dupont和Ventec。

　　这使得在选择材料时，用户可以充分考虑基于不同频率下的不同玻纤结构的Dk、Df等参数， Material Matching功能可以根据所选的材料参数快速替换和更新叠层设计，并提供全面的雷达图，包括Dk、Df、Tg、Td、z-CTE和x-y CTE等参数。