TypeC的阻抗設計與制造工藝簡析

TypeC cable assembly 產(chǎn)品圖紙外形圖如下圖所示。它的內(nèi)部組成為TypeC連接器+PCBA+RawCable+PCBA+TypeC連接器的構(gòu)成。

TypeC線纜結(jié)構(gòu)

重點一：TypeC線纜鏈路的阻抗控制設計

為了更好的成本管控，目前大多數(shù)廠商采用對絞線來制作TypeC Rawcable。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

重點二：TypeC PCBA的阻抗設計

TypeC接頭本身的阻抗一般設計為85Ω。由于TypeC連接器阻抗仿真及制造比較復雜，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設計關系密切。

TypeC連接器SMT工序和后工段的內(nèi)模工序會導致該區(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

重點三：Type C 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。