TypeC線纜結(jié)構(gòu)
TypeCcableassembly產(chǎn)品圖紙外形圖如圖所示。它的內(nèi)部組成為TypeC連接器+PCBA+RawCable+PCBA+TypeC連接器。
TypeC線纜鏈路的阻抗控制設(shè)計
為了更好的成本管控,目前大多數(shù)廠商采用鍍錫對絞線來制造TypeCRawcable。正常來說,Raw線材性能只要管控好衰減和ILD參數(shù),即可滿足TypeC的SI性能要求。因此,TypeCPCBA的設(shè)計和制程加工才是整個TypeCSI性能的瓶頸。TypeCCable性能好不好,主要看整個鏈路的阻抗是否連續(xù)平穩(wěn)且在規(guī)范要求的范圍(76~96Ω)內(nèi)。
如果阻抗在整個鏈路都比較平穩(wěn),那它的IMR/IRL性能較好;反之,IMR/IRL性能會Fail。當然,阻抗是否連續(xù)平穩(wěn)不僅會影響IMR/IRL的性能,而且影響衰減、串擾等SI參數(shù)。因此,TypeC線纜最關(guān)鍵的一點是阻抗控制。影響TypeC整條線纜阻抗連續(xù)性主要有6個區(qū)域:
(1)TypeC連接器本身的阻抗;
(2)TypeC連接器與PCBA焊接的SMT區(qū)域;
(3)PCBA板上阻抗線的區(qū)域;
(4)PCBA焊線區(qū)域;
(5)開線口區(qū)域;
(6)SR鉚壓區(qū)域
TypeCPCBA的阻抗設(shè)計
TypeC接頭本身的阻抗一般設(shè)計為85Ω。由于TypeC連接器阻抗仿真及制造比較復(fù)雜,因此本文主要針對TypeC-連接器與PCBA焊接的SMT區(qū)域、PCBA板上阻抗線、PCBA焊接區(qū)域、開線口區(qū)域以及SR鉚壓區(qū)域做設(shè)計仿真及分析。TypeC連接器與PCBA焊接的SMT區(qū)域、PCBA阻抗線和PCBA焊線區(qū)域的阻抗與PCBA設(shè)計關(guān)系密切。
TypeC連接器SMT工序和后工段的內(nèi)模工序會導(dǎo)致該區(qū)域的阻抗下降10Ω左右。因此,針對PCBASMT區(qū)域的焊盤要做特別設(shè)計,需要上下兩面焊盤采用內(nèi)層錯開挖空的方式,如圖所示。另外,對鋼網(wǎng)的開口和厚度也要做特別的規(guī)定。鋼網(wǎng)的開口大小跟焊盤面積一樣,鋼網(wǎng)厚度建議為0.08mm。
新的線夾工藝
TypeC線纜的另外一個難點是可制造性不好。為了方便大批量生產(chǎn),引入線夾工藝,即在焊接前先將線擺進線夾再hotbar焊接的方式。引入線夾會增加高速差分對鋁箔開口的長度,導(dǎo)致top面和bot面高速差分對在開線口區(qū)域的串擾增加。經(jīng)過多次改善和驗證,終于找到了一種徹底解決串擾的線夾工藝。線夾方式是最常用的線夾工藝,開線口阻抗不好控制,且高頻串擾特別是INEXT參數(shù)會出現(xiàn)不良。為了解決這個串擾不良,驗證將線夾厚度由0.8mm增加1mm,驗證結(jié)果仍不能完全解決TypeC串擾的問題。
另外,TypeCGen2要求衰減更嚴格。隨著鍍錫Raw線材OD增大,整體的CableOD也相應(yīng)變大,制造變得越來越困難,制程對串擾的影響也變得越來越大,產(chǎn)品的制程工藝變得越來越困難,產(chǎn)品的良率也變得越來越差。為了從根本上解決TypeC高頻串擾的問題,將線夾設(shè)計更改為如圖所示的方式,即將線夾套進PCBA,以保證上下面的線夾開線口區(qū)域通過PCB板的地平面隔離,有效降低開線口阻抗和改善高頻串擾。
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