Wat is line breedte?

Litte wy begjinne mei de basis. Wat is spoarbreedte krekt? Wêrom is it wichtich om in spesifike spoarbreedte op te jaan? It doel fan PCB bedrading is om elk soart elektrysk sinjaal (analooch, digitaal as macht) fan ien knooppunt nei in oar te ferbinen.

In knooppunt kin in pin wêze fan in komponint, in tûke fan in grutter spoar as fleantúch, as in leech pad of testpunt foar probearjen. Spoarbreedtes wurde normaal metten yn mils as tûzenen inch. Standert bedradingsbreedtes foar gewoane sinjalen (gjin spesjale easken) kinne ferskate inch lang wêze yn ‘t 7-12 mils berik, mar in protte faktoaren moatte wurde beskôge by it definiearjen fan de bedradingbreedte en lingte.

De applikaasje driuwt typysk de bedradingbreedte en bedradingstype yn PCB -ûntwerp en balanseart op in bepaald momint meastal de produksjekosten fan PCB, boarddichtheid/grutte, en prestaasjes. As it boerd spesifike ûntwerpeasken hat, lykas snelheidsoptimalisaasje, lûd as ûnderdrukking fan koppeling, of hege stroom/spanning, kin de breedte en it type spoar wichtiger wêze dan it optimalisearjen fan de produksjekosten fan in bleate PCB as de totale bestjoergrutte.

Spesifikaasje oangeande bedrading yn PCB -produksje

Typically, the following specifications related to wiring begin to increase the cost of manufacturing bare PCB.

Untwerpen mei hege tichtheid dy’t PCB-romte opnimme kombinearje, lykas heul fyn spaced BGA as parallelle bussen mei hege sinjaal, kinne in rigelbreedte fan 2.5 mil fereaskje, lykas ek spesjale soarten trochgaten mei diameters fan oant 6 mil, lykas as laserboarre microthrough-gatten. Oarsom kinne guon ûntwerpen mei hege macht heul grutte bedrading as fleantugen fereaskje, heule lagen konsumearje en ounzen dikke dan normaal. Yn romte-beheinde tapassingen kinne heul tinne platen befetsje mei ferskate lagen en in beheinde kopergietdikte fan in heale ounce (0.7 mil dikte) fereaske wêze.

Yn oare gefallen kinne ûntwerpen foar kommunikaasje mei hege snelheid fan it iene perifeare nei it oare bedrading fereaskje mei kontroleare impedânsje en spesifike breedtes en ôfstân tusken elkoar om refleksje en induktive koppeling te minimalisearjen. Of it ûntwerp kin in bepaalde lingte fereaskje om oerien te kommen mei oare relevante sinjalen yn ‘e bus. Hegespanningsapplikaasjes fereaskje bepaalde feiligensfunksjes, lykas it minimalisearjen fan de ôfstân tusken twa bleatstelde differinsjaal sinjalen om bôgjen te foarkommen. Los fan skaaimerken as funksjes, definysjes opspoaren is wichtich, dus litte wy ferskate applikaasjes ûndersykje.

Ferskate bedradingbreedtes en dikten

PCBS typically contain a variety of line widths, as they depend on signal requirements. De finere werjûn spoaren binne foar sinjalen foar TTL (transistor-transistor logika) foar algemien doel en hawwe gjin spesjale easken foar beskerming tsjin hege stroom as lûd.

Dit sille de meast foarkommende bedradingstypen op it boerd wêze.

Dikkere bedrading is optimalisearre foar hjoeddeistige draachkapasiteit en kin wurde brûkt foar perifeare apparaten as funksjes dy’t relatearre binne oan macht dy’t hegere macht fereaskje, lykas fans, motoren, en reguliere krêftferfier nei ûnderdielen op legere nivo’s. It boppeste linker diel fan ‘e figuer toant sels in differinsjaal sinjaal (USB-hege snelheid) dy’t in spesifike ôfstân en breedte definieart om te foldwaan oan de impedânsje-easken fan 90 ω. Figuer 2 toant in wat tichtere circuitboard dat seis lagen hat en in BGA (ball grid array) gearkomste fereasket dy’t finere bedrading fereasket.

Hoe te berekkenjen PCB line breedte?

Litte wy it proses trochgean fan it berekkenjen fan in bepaalde spoarbreedte foar in machtssignaal dat stroom oerbringt fan in machtskomponint nei in perifeare apparaat. Yn dit foarbyld sille wy de minimale rigelbreedte berekkenje fan it stroompaad foar in DC -motor. It krêftpaad begjint by de lont, krúst de H-brêge (it komponint dat wurdt brûkt foar it behearen fan oerdracht oer de DC-motorwikkelingen), en einiget by de connector fan ‘e motor. De gemiddelde trochgeande maksimale stroom fereaske troch in DC -motor is sawat 2 ampère.

No wurket PCB -bedrading as wjerstân, en hoe langer en smeller de bedrading, hoe mear wjerstân wurdt tafoege. As bedrading net goed is definieare, kin de hege stroom bedrading beskeadigje en/of in signifikante spanningsfal feroarsaakje oan ‘e motor (resultearret yn fermindere snelheid). As wy wat algemiene betingsten oannimme, lykas 1 ounce koper gieten en keamertemperatuer tidens normale operaasje, moatte wy de minimale line breedte en de ferwachte drukfal op dy breedte berekkenje.

Ofstân en lingte fan PCB -kabel

Foar digitale ûntwerpen mei hege snelheidskommunikaasje kinne spesifike ôfstân en oanpaste lingten fereaske wêze om oerspraak, koppeling en refleksje te minimalisearjen. Foar dit doel binne guon mienskiplike applikaasjes USB-basearre seriële differinsjaal sinjalen en RAM-basearre parallelle differinsjaal sinjalen. Typysk sil USB 2.0 differinsjaal routing fereaskje by 480Mbit/s (USB hege snelheidsklasse) of heger. Dit is foar in part om’t USB mei hege snelheid typysk wurket op folle legere spanningen en ferskillen, wêrtroch it algemiene sinjaalnivo tichterby eftergrûnlûd komt.

D’r binne trije wichtige dingen dy’t jo moatte beskôgje by it routen fan USB-kabels mei hege snelheid: draadbreedte, leadôfstân, en kabellengte.

Al dizze binne wichtich, mar de meast krityske fan ‘e trije is om te soargjen dat de lingten fan’ e twa rigels safolle mooglik oerienkomme. As a general rule of thumb, if the lengths of the cables differ from each other by no more than 50 mils, this significantly increases the risk of reflection, which may result in poor communication. 90 ohm oerienkommende impedânsje is in algemiene spesifikaasje foar wiring fan differinsjaal pear. Om dit doel te berikken, moat routing wurde optimalisearre yn breedte en ôfstân.

Figuer 5 toant in foarbyld fan in differinsjaal pear foar bedrading fan hege snelheid USB-ynterfaces dy’t 12 mil brede bedrading befettet yn 15 mil-yntervallen.

Interfaces for memory-based components that contain parallel interfaces will be more constrained in terms of wire length. De measte high-end PCB-ûntwerpsoftware sil mooglikheden foar oanpassing fan lengten hawwe dy’t de rigellengte optimalisearje om oerien te kommen mei alle relevante sinjalen yn ‘e parallelle bus. Figuer 6 toant in foarbyld fan in DDR3 -yndieling mei bedrading foar lingte -oanpassing.

Spoaren en fleantugen fan grûnvulling

Guon applikaasjes mei lûdgefoelige komponinten, lykas draadloze chips as antennes, kinne in bytsje ekstra beskerming fereaskje. It ûntwerpen fan bedrading en fleantugen mei ynbêde grûngatten kin sterk helpe by it minimalisearjen fan koppeling fan bedrading yn ‘e buert as fleantúch picking en off-board sinjalen dy’t yn’ e rânen fan it boerd krûpe.

Figure 7 shows an example of a Bluetooth module placed near the edge of the plate, with its antenna outside a thick line containing embedded through-holes connected to the ground formation. Dit helpt de antenne te isolearjen fan oare sirkels en fleantugen oan board.

This alternative method of routing through the ground can be used to protect the board circuit from external off-board wireless signals. Figuer 8 toant in lûdgefoelige PCB mei in grûn ynboud fleantúch troch in gat lâns de perifery fan it boerd.

Bêste praktiken foar PCB -bedrading

In protte faktoaren bepale de bedradingskarakteristiken fan it PCB -fjild, dus wês der wis fan dat jo de bêste praktiken folgje by it ferbinen fan jo folgjende PCB, en jo sille in lykwicht fine tusken PCB -fabrykskosten, sirkeldichtheid, en algemiene prestaasjes.