Hi-Speed Board Design for Signal Integrity
& EMC Compliance + PCB Layout Design Rules

הקורס שיאפשר למהנדסי חומרה להצליח בפרויקט בסבב הראשון – Right the First Time

Hands on Training Signal  Integrity with Hyperlynx/MentorGraphics

מתכונת

9:00-16:30

6 meetings = 48 Hours

יש מחזורים של יום בשבוע    *   יש מחזורים של יומיים בשבוע

ב 2017  יתקים מחזור אחד בחיפה, מחזור אחד בירושלים, מחזור אחד בבאר-שבע

תדירות

אחת לרבעון בכיתת המכללה

תיזמון קורס פנימי בארגון – בתיאום יומן לקוח-מרצה

מקום

בכיתת המכללה או באתר הלקוח

ב 2017 יתקימו מחזורי הקורס בבתי-מלון בחיפה, בירושלים, בבאר-שבע

מועדי הקורס יפורסמו עם רישום 10 משתתפים בכל מחזור

מועדי הקורס

פרטים מדויקים  "דרך צור קשר"

מרצה

שלום  שלומי  זיגדון

Chairman –  IEEE  EMC & SIPI

[Signal Integrity & Power Integrity for Board Designers]

Committee Member writing Standards:

    IPC-2251 Hi-Speed Board Design Standard

 IPC-2221  PCB Design Standard

שלום זיגדון,  [שלומי] מנהל המכללה, מהנדס אלקטרוניקה, B.Sc. בוגר הטכניון 1981

יו"ר הכנס הבינלאומי לתכנון אלקטרוני מתקדם  IEEE  EMC & SI/PI   בישראל

נסיון קודם: מנכ"ל  וסמנכ"ל מו"פ בחברת סטארט-אפ ROFEH-SIMULATIONS,

  • מהנדס-פתוח בתע"א, מנהל פיתוח והנדסה בכור-אלקטרוניקה, מנהל הנדסת ועריכת מעגלים-מודפסים באלביט.
  • יועץ למשרד הבטחון, רפא"ל, אסטרונאוטיקס, נייס, אופטיבייס, תדיראן מערכות, אלביט-BVR
  • נסיון מעשי של כל התהליך מפיתוח ותכנון אלקטרוני דרך הנדסה ועריכת מאות מעגלים מודפסים.
  • הרצאות בשנים 1995-2008 במכללות: הי-טק/מטריקס, ג'ון-ברייס, סלע, מדיאטק
  • דיפלומת IPC-DC-C.I.D. – מוסמך ללמד אנשי פיתוח והנדסה – תכנון BOARD/PCB DESIGN מ 2002
  • דיפלומת IPC-A-610  – מוסמך להדריך אנשי הנדסה וייצור בנושא יצור הרכבה והלחמה ובקרת איכות (2008-2009)
  • יועץ לחברות הי-טק בתחומי תכנון מעגלים-מודפסים לתדר גבוה ולהגנה בפני EMI

סילבוס

DETAILS

SUBJECT

1.     פרמטרים לקביעת תכנון כ"תדר-גבוה" או "סיגנל-מהיר"

2.     פרמטרים ותכונות "תדר גבוה" של סיגנלים ורכיבים

3.     מאפייני המעגל המודפס כתווך לסיגנלים מהירים

4.     המציאות במבנה התלת-מימד של מעבר סיגנל בין שכבות

Modern Board/PCB Technologies

 

5.     עקרונות יסוד הסיגנל המהיר

6.     בעיות עיקריות עקב בתדר במהיר

7.     משמעות התכנון ל SIGNAL INTEGRITY  למתכנן המעגל

8.     סוגי הפרעות ועיוותי סיגנל

Hi-Speed

Fundamentals

9.     תופעת ה SKIN RFFECT – פיסיקלית ןמשמעות

10. נוסחה לחישוב עובי ה SKIN

11. התנגדות  המוליכים   DC & AC

12. ניחות ATENUATION  הסיגנל עקב ה SKIN

Skin Effect

הפסדי חום

ניחות הסיגנל

13. Dielectric Losses of isolators

tangent Delta Dissipation Factor

הסבר מושגים

הפסדי חום FR4

14. עקרונות יסוד של קווי תמסורת

Theory Basic transmission line

15. Single Ended and Differential Signals

אפשרויות העברת סיגנל בקווי תמסורת

16. הגדרת "האורך החשמלי של הסיגנל" Length of the Rising Edge – TEL

17. Critical length, Fly time, Saturation length

המחשת מושגים:

18. הפער במהירות הסיגנל בין שכבות חיצוניות לפנימיות Propagation Delay Time

19. האורך הקריטי של מוליך Transmission Electrical Length / Critical Length

20. Lossy Lines vs. Lossless Linesשלב הפיכת המוליך לקו עם הפסדי חום

Transmission Lines Theory

יישום קווי תמסורת במוליכי PCB

21. חישוב גיאומטרית מוליכים ומשטחים להשגת האימפדנס הנדרש

22. MICROSTRIP,  DUAL MICROSTRIP,  STRIPLINE, DUAL STRIPLINE

23. יישום קווי-תמסורת בתכנון מעגלים-מודפסים לתדר-גבוה.

24. חישוב אימפדנס [עכבה] של מוליך וניתובו בסדר שכבות מתאים

25. שימוש בתוכנות לחישוב IMPEDANCE

26. טעויות נפוצות של עריכה הפוגעות בתכנון ה IMPEDANCE

הגדרת וחישוב ערכי CONTROLLED IMPEDANCE IPC2251

27. Impedance mismatch   אי תיאום אימפדנסים

28. מקדם ההחזרה הגורמת לעיוות הסיגנל Reflection Coefficient

29. Lattice Diagram

30. Overshoot and Ringing

REFLECTIONS

31. הכרת הטכניקות לטרמינציה

32. אסטראטגיה לבחירת המתאימה ליישום

33. חישוב ערכי טרמינציות

34. Serial, Parallel, Thevenin, AC, Diodes  Terminations

35. טרמינציות לסיגנלי CLOCKS

36. טרמינציות של ONE-TO-MANY

37. מיקום פיזי אפקטיבי של רכיבי הטרמינציה במעגל-המודפס

38. טבלת המלצות ונימוקים לבחירת סוג טרמינציה לפי  LOGIC FAMILY

39. שימוש בסימולטור  לבחירת טכניקת הטרמינציה האופטימלית

TERMINATIONS

 

40. Designing differential circuits

41. Differential impedance and stack up

42. Termination strategies

43. Differential and common signals, even and odd mode impedances

44. Differential impedance, coupling and return currents

45. Design Rules for differential conductors

Differential Signals

46. SerDes  – Principals

47. Serial Differential Concept for MultiGiga

48. EYE-Pattern Diagram

49. זיהוי איכות ה  EYE   ושימוש ב MASK בעזרת סימולטור

50. השפעת  מימדי וטכניקת ה VIAS על איכות הסיגנל

51. שיטות לצמצום השפעת ה VIA בתדרי MultiGiga

MULTI-GIGA  Fundamentals

 

EYE PATTERN

 

 

52. Attenuation

53. Dielectric Losses

54. Resistance/Copper Losses

55. Insertion Losses

56. De-Emphasis

57. Pre-Emphasis

58. Equalization

59. Re-Driver

 

MultiGiga Lossylines

Problems & Solutions

 

60. לימוד מתקן IPC-2221 PCB DESIGN  [המרצה בצוות כותבי התקן]

61.   גרפים וטבלאות שימושיות בתהליך התכנון והעריכה.

62. חישוב רוחב ועובי מוליכים על-פי עוצמת הזרם וטמפרטורת הסביבה,

63. חישוב מרווחים בין המוליכים על-פי המתח.

64. תירגול חישוב מימדי מוליכים בהתאם לזרם ותנאי סביבה

65. תירגול שימוש בטבלת המתחים לחישוב מירווחים בין מוליכים

66. מחשבונים באינטרנט

PCB Design for Analog & power Circuits

IPC-2221 Standard

67. סקירת הטכנולוגיות הקיימות היום: THROUGH HOLE, .SMT

68. הכרת והצגת סוגי מארזים לרכיבי SMD : FPT,TSOP,QFP, PLCC ,CLCC, CLLCC , SOJ ,SOIC

69. התאמת סוג-המארז ליישום, יתרונות וחסרונות,

70. הצורך בטכנולוגית BGA, סוגים

71. יתרונות וחסרונות בתפקוד האלקטרוני בין FLIPCHIP BGA   לבין WIRE BONDED

72. הכרת טכנולוגיות מארזים למזעור   ChipScalePackaging  miniBGA, microBGA,

73. הרכבת רכיבים ללא מארז- COB : WIRE BONDING, FLIPCHIP, TAB

74. השפעת סוגי המארזי-רכיבים על תכנון המיקום במעגל המודפס להשגת ייצוריות מהירה וזולה  יותר.

Chip Packaging Tech.

THT – SMT – BGA – CSP

 

 

75. סוף מעשה במחשבה תחילה – משמעות ייצור מעגלים-מודפסים  לתכנון ועריכה

76. תכולת תיק הנדסה  לייצור  ותכולת קבצי עריכה

77. המרת קבצי ייצור GERBER      לגלופות מיילר  ARTWORK  –   IMAGE TRANSFER

78. הכרת חומרי הגלם הבסיסיים – סוגי למינטות לייצור PCB

79. תהליך ייצור מעגל רב-שכבות – צילום-פיתוח-מיסוך-צריבת נחושת-בדיקה-כבישה-קידוח-ציפוי נחושת

80. תהליך בניית השכבות – גימור שכבות חיצוניות

81. קידוחי לייזר ופלסמה ליצירת – BLIND VIA , BURIED VIA

82. השימוש בחורי-מעבר קבורים ועיוורים, מידת תרומתם לשפור איכות הסיגנל, השפעות ועלויות

83. השפעת בחירת החומרי-גלם של המעגל-המודפס

84. מימדי עובי חומרים-דיאלקטריים וגובה נחושת סטנדרטיים

85. מה השינויים שהיצרנים עושים לעריכה

86. פרמטרים בתהליך הייצור המשפיעים על  חישובי ה CONTROLLED-IMPEDANCE

87. משמעות ייצור מעגלים-מודפסים  לתכנון נאות של מעגל לתדר גבוה

PCB Manufacturing Process for Board Designer

 

DFM (Design for Manufacturing)

 

88. סרט-וידאו על סיור להכרת תהליך ייצור מעגלים מודפסים רבי-שכבות

VIDEO

89. הכנה לעריכה ושיקולי תכנון העריכה

90. תכנון סדר שכבות למימוש דרישות הפרויקט

91. אפשרויות מימוש סדר-השכבות ליישום דרישות EMI

92. חישוב עובי סופי של מעגל לעמידה בדרישות מכניות

93. תכנון נכון של סדר השכבות – כללי איזון הנחושת

PCB Design before LAYOUT

תכנון סדר השכבות

Layers Design

94. Digital PCB Considerations

95. Analog PCB Considerations

96. Mixed Analog/Digital PCB Considerations

שיקולי מיקום רכיבים

Placement Rules

97. הכרת מאפייני סיגנלים לפי סיווג האלקטרוני של הקבוצות

98. שיקולי סדר עדיפות לניתוב בין קבוצות המוליכים

99. כללי יסוד בניתוב מוליכים

100.         ניתוב מוליכי CLOCK

101.         שיקולים בניתוב מוליכי DATA  &  ADDRESS BUS

102.         ניתוב מוליכי CONTROLLED IMPEDANCE

103.         ניתוב מוליכי INPUT/OUTPUT

104.         כללים לניתוב זוג-דיפרנציאלי

שיקולי ניתוב מוליכים  – ROUTING CONSIDERATIONS

 

105.         הפקת שרטוטים ודו"חות לבדיקת המתכננים

תיעוד

106.         הגדרות יסוד בתאימות אלקטרומגנטית – EMC

107.         רקע פיזיקלי להפרעות אלקטרומגנטיות  EMI –

108.      EMC   STANDARDS

109.         מרכיבים ומקורות של – EMC/EMI  ב-PCB

110.         נוסחאות לחישוב EMI

111.         מנגנוני  תמסורת  EMI RADIATED & CONDUCTED EMISSIONS

112.         בעיות אלקטרומגנטיות בתוך המעגל המודפס

113.      Common & Differential Mode radiation

114.         תכנון המעגל לעמידה בפני הפרעות EMI

115.         20H Rule

116.         אלטרנטיבות לקביעת סדר-שכבות, יתרונות וחסרונות כל שיטה והתאמתן ליישום הנכון, הצגת תכנונים שהצליחו

EMI/EMC Theory & Practical Design

 

117.         טיפול במעגל משולב: מיקום הרכיבים, ניתוב סיגנלים

118.         פיצול    PLAN SPLITשל משטחי אספקה – יתרונות וחסרונות

119.         פיצול בטכנולוגיה אנלוגית/דיגיטלית

120.         פיצול בטכנולוגיה דיגיטלית/דיגיטלית

121.         פיצול בטכנולוגיות תקשורת וידאו/אאודיו

122.         השפעת מעבר סיגנל מעל לפיצול במשטחי האספקות

PCB Splitting Planes in Mixed Analog/Digital  BOARDS

 

123.      Cross Talk in Transmission Lines

124.         צימוד קיבולי וצימוד השראותי בין מוליכים סמוכים

125.      Forward Crosstalk [FEXT] Backward Crosstalk [NEXT]

126.         Estimating Crosstalk by Calculation  נוסחאות לחישוב הקרוסטולק

127.         Minimizing NEXT and FEXT by design  טכניקות לצמצום

128.      Advantages of Differential-signals  יתרונות זוג דיפרנציאלי

CROSSTALK

 

129.         זיהוי מקורות לצימוד, חישוב עוצמת הצימוד וטיפול למניעת הצימודים

130.         תכנון ל Coupling and cross talk control

131.         כללים וחוקי תכנון למניעת CROSSTALK על פי נוסחאות, חוקי-אצבע

CROSSTALK CONTROL

132.          טכניקות ניתוב מדרייבר אחד להרבה רסיברים

133.         point to point, multi drop, star, tree, daisy chain

134.      CLOCK routing terminations

135.      Routing Topology and Termination Strategies

CLOCK routing  & terminations

136.         תכנון להגברת אמינות משטחי האספקות לרכיבים ולסיגנלים

137.      Ground Bounce/SSO/SSN

138.         Total inductance and the return path

הבנת מבלול הזרם החוזר

139.      Design of Power Distribution Networks for High-speed Systems

140.      Power Distribution Vias, Planes, Bypass Capacitors

Power Integrity Problems

 

141.      Controlling parallel resonance peaks

142.      Capacitor value selection

143.      Designing for Acceptable Ground Bounce/SSO/SSN

144.      Return path control

145.      Establishing target impedances

146.      Capacitors and mounting

147.      Minimizing ground bounce in packages, connectors, vias and planes

148.      VCC-GND planes tips to improve PDN by PCB Design

Power Integrity Solutions

 

149.         בחירת חומרי-גלם להתאמה לתדר מהיר   השוואת ROGERS / ARLON / NELCO

150.         תקן חומרי הגלם IPC-4103

151.         סוגי חומרי-בסיס, הסבר פרמטר ה Tg,

152.         שיקולים ואילוצים לבחירה, סוגי גימורים לציפוייSMOBC, HAL, OSP, FLASH GOLD, NICKEL

153.         חומרים ליישומים תרמיים מיוחדים,

154.         חומרים ליישומים עם תדר גבוה,

155.         חומרים ליישומי מעגלים – גמישים

השוואת ובחירת חומרי-גלם בסיס למעגלים מודפסים למימוש מעגלים מהירים

156.         סיכום שיקולי תיכון

Design Summary

157.         חלוקת תעודות גמר הקורס

DIPLOMA

אודות המרצה

שלום זיגדון,  [שלומי] מנהל המכללה, מהנדס אלקטרוניקה, B.Sc. בוגר הטכניון 1981

יו"ר הכנס הבינלאומי לתכנון אלקטרוני מתקדם  IEEE  EMC & SI/PI   בישראל

נסיון קודם: מנכ"ל  וסמנכ"ל מו"פ בחברת סטארט-אפ ROFEH-SIMULATIONS,

  • מהנדס-פתוח בתע"א, מנהל פיתוח והנדסה בכור-אלקטרוניקה, מנהל הנדסת ועריכת מעגלים-מודפסים באלביט.
  • יועץ למשרד הבטחון, רפא"ל, אסטרונאוטיקס, נייס, אופטיבייס, תדיראן מערכות, אלביט-BVR
  • נסיון מעשי של כל התהליך מפיתוח ותכנון אלקטרוני דרך הנדסה ועריכת מאות מעגלים מודפסים.
  • הרצאות בשנים 1995-2008 במכללות: הי-טק/מטריקס, ג'ון-ברייס, סלע, מדיאטק
  • דיפלומת IPC-DC-C.I.D. – מוסמך ללמד אנשי פיתוח והנדסה – תכנון BOARD/PCB DESIGN מ 2002
  • דיפלומת IPC-A-610  – מוסמך להדריך אנשי הנדסה וייצור בנושא יצור הרכבה והלחמה ובקרת איכות (2008-2009)
  • יועץ לחברות הי-טק בתחומי תכנון מעגלים-מודפסים לתדר גבוה ולהגנה בפני EMI

חבר צוות כתיבת 3 מהתקנים הבינלאומיים לתכנון אלקטרוני הנלמדים בקורס

  • IPC-2251 Design Guide for the Packaging of Electronic Circuits that utilize High-Speed Techniques
  • IPC-2221 Generic Standard on PCB DESIGN
  • IPC-2226 HDIS – Hi Density Interconnecting

המרצה נבחר להכשיר מהנדסים והנדסאים ע"י חברות תעשייה-אוירית, אינטל, רפא"ל, מוטורולה, אלביט אל-אופ אלישרא SANDISC      צה"ל, משרד ראש הממשלה. המרצה נבחר ע"י רפא"ל להכשרת בוגרי הנדסת אלקטרוניקה לעריכת הדור הבא של המעגלים ברפא"ל כולל סימולציות.