我最近遇到了一个视频录制来自安费诺的现场应用工程师Terence Regan在2017年以色列DGCon上的演讲。正如特伦斯在他的介绍中所说，他已经在高性能互连设计和制造领域工作了超过35年，所以有街头信誉。我在生活中发现，当一个像他一样有经验的人提出分享他的见解时，通常值得你花时间倾听。以下是我学到的一些东西。

安费诺处于独特的地位，是一家制造高性能，大面积板的工厂，并提供许多这些背板应用中使用的连接器。他说，这让他们能够“在产品上市前一代人就看到它们”。图1是他们制造的50gbps NRZ背板测试系统的示例。

图1所示。50gbps NRZ演示车使用圣骑士连接器系统。

他们正在大批量生产10-25 Gbps NRZ背板，并正在研究56 Gbps NRZ和112 Gbps PAM4应用。背板上的互连通常有24到32英寸长。在这个领域，一切都很重要。

晶圆厂供应商提供的材料性能数据表可能非常准确，但仅适用于特定测量的层压厚度、玻璃类型和层数、芯和预浸料组合、厚度和加工。改变其中任何一个，有效的Dk和Df都会改变。

安费诺制造SI测试车，使用层压板厚度、玻璃、芯材、预浸料和铜箔处理的各种组合，他们打算在背板中使用这些组合来表征Dk和Df性能。特伦斯说，有了这个数据库，他们就能对任何互连的阻抗和损耗特性做出很好的预测。

他们开发了一种新的材料/铜系统，他们称之为超速的™与Megtron 7层压板相结合，在25 GHz时的插入损耗比标准工艺Megtron 6低6 dB以上。

为了实现这种低损耗，需要低损耗层压板，但也需要超光滑的铜和不影响粗糙度的粘合处理。图2显示了不同类型处理过的电沉积铜及其激光轮廓测量测量粗糙度的比较。“请记住，在初始粗糙度和制造粗糙度之间存在差异。这就是为什么制造后的性能测量是必不可少的，”他说。

超高速基准是所有铜中最光滑的。

图2。各种电沉积铜箔的表面轮廓测量。

当然，缺点是对大多数层压板的附着力差。超光滑的箔片不建议用于外层。

存根

因为它们的背板很大，所以它们也很厚，有些厚达400密耳，有24到60层。这意味着通过回钻控制短段长度是必不可少的。在一个背板上，除了板上的普通通孔外，还可以有超过100,000个回钻孔。

为了达到28gbps的NRZ性能，后孔经过精密钻孔，在最坏的情况下，两侧的残余长度为4 +/- 2密耳。他们开发了自己的专利技术，以“电”方式确定他们钻探的“活”层有多近，并开发了闭环传感系统。图3是后钻过孔中4.2 mil残余桩的例子。

图3。回钻过孔，距离实时信号层的精度为4.2密耳。

阻抗控制

要求现在是5%的精度。它们没有排序的选项。当上面和下面的平面被分割时，他们需要通过材料表征和过程控制来实现这种公差，例如层对层的配准。

安费诺通常会在一年的设计中运行多达100种不同的层压板材料。他们建造测试车辆，并测量设计中使用的每一层和铜箔组合的性能。通常情况下，“我们测量的材料性能甚至与材料数据表不太接近，因为数据表是针对层厚度、玻璃含量、类型和箔的特定组合。”

“PCB技术绝对可以支持56 NRZ及以上的信号。它具有成本效益，技术成熟，我们已经使用了很长时间，并将继续使用。我们还有很多时间来支持电子工业，”Regan总结道。

未来在哪里?

将互连选项推进到下一代更高的数据速率似乎变得越来越困难。安费诺公司已经证明，只要做得对，减少铜损耗，56 Gbps的NRZ是有可能实现的。但是，我们能得到远远超过56 GBps，或者其他方法，如电缆背板，PAM4或光学背板是必需的吗?

我认为这是一个成本效益的问题。随着更多asic, fpga和处理器上的I/O驱动程序包含PAM4功能，我们可能会发现在56 Gbps空间中运行NRZ信号的最高性能PCB技术与运行PAM4的14 GHz Nyquist信号的“先进”PCB技术之间的竞争。

正确的决定将基于我们在过去50年的电子产品中使用的相同权衡公式:哪种方法以最低的成本、风险和时间表提供可接受的性能?正如安费诺所展示的那样，基于PCB的选项仍然在运行56 Gbps。它们会以112 Gbps的速度为下一代服务吗?