在高速PCB設(shè)計(jì)中，BGA、QFN等高密度封裝器件的breakout布線(xiàn)（又稱(chēng)neck-down區(qū)域）往往是信號(hào)完整性的薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)走線(xiàn)從焊盤(pán)引出時(shí)，線(xiàn)寬驟變、參考平面不連續(xù)、空間受限等問(wèn)題會(huì)引發(fā)顯著的阻抗突變，導(dǎo)致信號(hào)反射、邊沿畸變甚至誤碼率上升。如何在這一關(guān)鍵區(qū)域?qū)崿F(xiàn)阻抗連續(xù)性控制，已成為硬件工程師必須掌握的進(jìn)階技能。

走線(xiàn)的寬度從3mil變成了4.5mil

Neck Design 即從芯片引腳密集區(qū)域向外擴(kuò)展布線(xiàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程，也叫 Break out。在現(xiàn)代高速 PCB 設(shè)計(jì)中，芯片引腳間距越來(lái)越小，引腳數(shù)量不斷增加，這就需要巧妙地運(yùn)用 Neck Design 來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的合理引出和布線(xiàn)。比如 BGA 封裝的芯片，其引腳間距極小，必須通過(guò) Neck Design 將引腳信號(hào)引出到合適的區(qū)域進(jìn)行后續(xù)布線(xiàn)。

1、Neck區(qū)域阻抗不連續(xù)的成因分析

焊盤(pán)與走線(xiàn)的幾何突變典型BGA焊盤(pán)直徑通常為0.25-0.35mm，而高速信號(hào)線(xiàn)寬可能僅為3-4mil（0.076-0.1mm）。

從焊盤(pán)到走線(xiàn)的過(guò)渡區(qū)域（neck-down）會(huì)形成明顯的阻抗變化。

2、影響 Neck Design 阻抗連續(xù)性的因素

1. 線(xiàn)寬和線(xiàn)距：線(xiàn)寬和線(xiàn)距的變化會(huì)直接影響傳輸線(xiàn)的特征阻抗。在 Neck Design 過(guò)程中，從芯片引腳引出的線(xiàn)寬可能會(huì)因?yàn)榭臻g限制而發(fā)生變化，這就需要精確控制。比如，從窄引腳區(qū)域引出時(shí)，線(xiàn)寬可能較窄，隨著布線(xiàn)向外擴(kuò)展，線(xiàn)寬可能需要適當(dāng)增加以保持阻抗恒定。

2. 介質(zhì)材料：PCB 板材的介電常數(shù)會(huì)影響信號(hào)的傳輸速度和阻抗。不同的介質(zhì)材料具有不同的介電常數(shù)，在 Neck Design 時(shí)，要確保在整個(gè)路徑上介質(zhì)材料的一致性或進(jìn)行合理的補(bǔ)償計(jì)算，以維持阻抗連續(xù)性。

3、Neck Design 中阻抗連續(xù)性的控制方法

1. 合理的線(xiàn)寬漸變：在從芯片引腳向外引出信號(hào)時(shí)，采用逐漸變化的線(xiàn)寬。例如，從窄引腳區(qū)域開(kāi)始，線(xiàn)寬逐漸增加到標(biāo)準(zhǔn)寬度，以平滑過(guò)渡阻抗?？梢允褂?CAD 工具進(jìn)行精確的線(xiàn)寬設(shè)計(jì)和調(diào)整，確保線(xiàn)寬變化的斜率符合阻抗控制要求。

2. 利用線(xiàn)間距：差分信號(hào)的，線(xiàn)寬改變了，線(xiàn)間距也做改變，通過(guò)線(xiàn)間距改變改變阻抗結(jié)果。
   

寫(xiě)到這里，我想起了“紅警”——脖子右擰。。。。