TypeC的阻抗设计与制造工艺简析

TypeC cable assembly 产品图纸外形图如下图所示。它的内部组成为TypeC连接器+PCBA+RawCable+PCBA+TypeC连接器的构成。

TypeC线缆结构

重点一：TypeC线缆链路的阻抗控制设计

为了更好的成本管控，目前大多数厂商采用对绞线来制作TypeC Rawcable。正常来说，Raw线材性能只要管控好衰减和ILD参数，即可满足TypeC的SI性能要求。因此，TypeCPCBA的设计和制程加工才是整个TypeCSI性能的瓶颈。TypeCCable性能好不好，主要看整个链路的阻抗是否连续平稳且在规范要求的范围（76～96Ω）内。

如果阻抗在整个链路都比较平稳，那它的IMR/IRL性能较好；反之，IMR/IRL性能会Fail。当然，阻抗是否连续平稳不仅会影响IMR/IRL的性能，而且影响衰减、串扰等SI参数。因此，TypeC线缆最关键的一点是阻抗控制。影响TypeC整条线缆阻抗连续性主要有6个区域：

（1）TypeC连接器本身的阻抗；

（2）TypeC连接器与PCBA焊接的SMT区域；

（3）PCBA板上阻抗线的区域；

（4）PCBA焊线区域；

（5）开线口区域；

（6）SR铆压区域

重点二：TypeC PCBA的阻抗设计

TypeC接头本身的阻抗一般设计为85Ω。由于TypeC连接器阻抗仿真及制造比较复杂，因此本文主要针对TypeC-连接器与PCBA焊接的SMT区域、PCBA板上阻抗线、PCBA焊接区域、开线口区域以及SR铆压区域做设计仿真及分析。TypeC连接器与PCBA焊接的SMT区域、PCBA阻抗线和PCBA焊线区域的阻抗与PCBA设计关系密切。

TypeC连接器SMT工序和后工段的内模工序会导致该区域的阻抗下降10Ω左右。因此，针对PCBASMT区域的焊盘要做特别设计，需要上下两面焊盘采用内层错开挖空的方式，如图所示。另外，对钢网的开口和厚度也要做特别的规定。钢网的开口大小跟焊盘面积一样，钢网厚度建议为0.08mm

重点三：Type C 新的线夹工艺

TypeC线缆的另外一个难点是可制造性不好。为了方便大批量生产，引入线夹工艺，即在焊接前先将线摆进线夹再hotbar焊接的方式。引入线夹会增加高速差分对铝箔开口的长度，导致top面和bot面高速差分对在开线口区域的串扰增加。经过多次改善和验证，终于找到了一种彻底解决串扰的线夹工艺。线夹方式是最常用的线夹工艺，开线口阻抗不好控制，且高频串扰特别是INEXT参数会出现不良。为了解决这个串扰不良，验证将线夹厚度由0.8mm增加1mm，验证结果仍不能完全解决TypeC串扰的问题。

另外，TypeCGen2要求衰减更严格。随着镀锡Raw线材OD增大，整体的CableOD也相应变大，制造变得越来越困难，制程对串扰的影响也变得越来越大，产品的制程工艺变得越来越困难，产品的良率也变得越来越差。为了从根本上解决TypeC高频串扰的问题，将线夹设计更改为如图所示的方式，即将线夹套进PCBA，以保证上下面的线夹开线口区域通过PCB板的地平面隔离，有效降低开线口阻抗和改善高频串扰。

 

　　审核编辑：汤梓红