રેખા પહોળાઈ શું છે?

ચાલો મૂળભૂત સાથે પ્રારંભ કરીએ. ટ્રેસ પહોળાઈ બરાબર શું છે? ચોક્કસ ટ્રેસ પહોળાઈ સ્પષ્ટ કરવી શા માટે મહત્વપૂર્ણ છે? નો હેતુ પીસીબી વાયરિંગ એ એક નોડથી બીજા નોડમાં કોઈપણ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ (એનાલોગ, ડિજિટલ અથવા પાવર) ને જોડવાનું છે.

નોડ ઘટકની પિન, મોટા ટ્રેસ અથવા પ્લેનની શાખા, અથવા તપાસ માટે ખાલી પેડ અથવા ટેસ્ટ પોઇન્ટ હોઈ શકે છે. ટ્રેસ પહોળાઈ સામાન્ય રીતે મિલ અથવા હજારો ઇંચમાં માપવામાં આવે છે. સામાન્ય સિગ્નલો માટે સ્ટાન્ડર્ડ વાયરિંગ પહોળાઈ (કોઈ ખાસ જરૂરિયાતો નથી) 7-12 મિલિ રેન્જમાં લંબાઈમાં ઘણા ઇંચ હોઈ શકે છે, પરંતુ વાયરિંગની પહોળાઈ અને લંબાઈ નક્કી કરતી વખતે ઘણા પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ.

એપ્લિકેશન સામાન્ય રીતે પીસીબી ડિઝાઇનમાં વાયરિંગ પહોળાઈ અને વાયરિંગ પ્રકારને ચલાવે છે અને, અમુક સમયે, સામાન્ય રીતે પીસીબી ઉત્પાદન ખર્ચ, બોર્ડ ઘનતા/કદ અને કામગીરીને સંતુલિત કરે છે. જો બોર્ડ પાસે સ્પીડ ઓપ્ટિમાઇઝેશન, ઘોંઘાટ અથવા જોડાણ દમન, અથવા ઉચ્ચ વર્તમાન/વોલ્ટેજ જેવી ચોક્કસ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓ હોય, તો એકદમ પીસીબી અથવા એકંદર બોર્ડ કદના ઉત્પાદન ખર્ચને izingપ્ટિમાઇઝ કરવા કરતાં પહોળાઈ અને ટ્રેસનો પ્રકાર વધુ મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે.

પીસીબી ઉત્પાદનમાં વાયરિંગ સંબંધિત સ્પષ્ટીકરણ

લાક્ષણિક રીતે, વાયરિંગ સંબંધિત નીચેના સ્પષ્ટીકરણો એકદમ PCBS ઉત્પાદનનો ખર્ચ વધારવાનું શરૂ કરે છે.

સખત પીસીબી સહિષ્ણુતા અને પીસીબીએસના ઉત્પાદન, નિરીક્ષણ અથવા પરીક્ષણ માટે જરૂરી ઉચ્ચતમ સાધનોને કારણે, ખર્ચ ખૂબ becomeંચો થઈ જાય છે:

L ટ્રેસ પહોળાઈ 5 મિલ કરતા ઓછી (0.005 ઇંચ)

એલ ટ્રેસ અંતર 5 mils કરતાં ઓછી

એલ વ્યાસ 8 મિલ કરતા ઓછા છિદ્રો દ્વારા

L ટ્રેસ જાડાઈ 1 ounceંસ કરતા ઓછી અથવા તેની બરાબર (1.4 મિલિયન બરાબર)

એલ વિભેદક જોડી અને નિયંત્રિત લંબાઈ અથવા વાયરિંગ અવબાધ

ઉચ્ચ ઘનતાવાળી ડિઝાઈન જે PCB સ્પેસ લેવાનું સંયોજન કરે છે, જેમ કે ખૂબ જ બારીક અંતરવાળી BGA અથવા હાઇ સિગ્નલ ગણતરી સમાંતર બસો, માટે 2.5 મિલિયનની પહોળાઈ, તેમજ 6 મિલિયન સુધીના વ્યાસવાળા ખાસ પ્રકારના થ્રુ-હોલ્સની જરૂર પડી શકે છે. લેસર ડ્રિલ્ડ માઇક્રોથ્રુ-હોલ્સ તરીકે. તેનાથી વિપરીત, કેટલીક હાઇ-પાવર ડિઝાઇન્સને ખૂબ મોટા વાયરિંગ અથવા વિમાનોની જરૂર પડી શકે છે, જે સમગ્ર સ્તરોનો વપરાશ કરે છે અને પ્રમાણભૂત કરતાં વધુ thickંસ રેડતા હોય છે. અવકાશ-મર્યાદિત એપ્લિકેશન્સમાં, ઘણા સ્તરો ધરાવતી ખૂબ જ પાતળી પ્લેટ અને અડધા ounceંસ (0.7 મિલિયન જાડાઈ) ની મર્યાદિત કોપર કાસ્ટિંગ જાડાઈની જરૂર પડી શકે છે.

અન્ય કિસ્સાઓમાં, એક પેરિફેરલથી બીજામાં હાઇ-સ્પીડ કમ્યુનિકેશન માટેની ડિઝાઇનમાં પ્રતિબિંબ અને ઇન્ડક્ટિવ કપ્લિંગને ઘટાડવા માટે નિયંત્રિત અવરોધ અને ચોક્કસ પહોળાઈ અને એકબીજા વચ્ચેના અંતરની વાયરિંગની જરૂર પડી શકે છે. અથવા બસમાં અન્ય સંબંધિત સંકેતો સાથે મેચ કરવા માટે ડિઝાઇનને ચોક્કસ લંબાઈની જરૂર પડી શકે છે. હાઇ વોલ્ટેજ એપ્લીકેશનને ચોક્કસ સુરક્ષા સુવિધાઓની જરૂર પડે છે, જેમ કે આર્સીંગને રોકવા માટે બે ખુલ્લા વિભેદક સંકેતો વચ્ચેનું અંતર ઘટાડવું. લાક્ષણિકતાઓ અથવા સુવિધાઓને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ટ્રેસિંગ વ્યાખ્યાઓ મહત્વપૂર્ણ છે, તેથી ચાલો વિવિધ એપ્લિકેશનોનું અન્વેષણ કરીએ.

વિવિધ વાયરિંગ પહોળાઈ અને જાડાઈ

પીસીબીએસમાં સામાન્ય રીતે વિવિધ પ્રકારની રેખા પહોળાઈ હોય છે, કારણ કે તે સિગ્નલ જરૂરિયાતો પર આધાર રાખે છે (આકૃતિ 1 જુઓ). બતાવેલ ફાઇનર ટ્રેસ સામાન્ય હેતુ TTL (ટ્રાન્ઝિસ્ટર-ટ્રાન્ઝિસ્ટર લોજિક) લેવલ સિગ્નલો માટે છે અને ઉચ્ચ પ્રવાહ અથવા અવાજ રક્ષણ માટે કોઈ ખાસ જરૂરિયાતો નથી.

આ બોર્ડ પર વાયરિંગના સૌથી સામાન્ય પ્રકારો હશે.

જાડા વાયરિંગને વર્તમાન વહન ક્ષમતા માટે optimપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યું છે અને તેનો ઉપયોગ પેરિફેરલ્સ અથવા પાવર-સંબંધિત કાર્યો માટે કરી શકાય છે જેને powerંચી શક્તિની જરૂર પડે છે, જેમ કે પંખા, મોટર્સ અને નીચલા સ્તરના ઘટકોમાં નિયમિત પાવર ટ્રાન્સફર. આકૃતિનો ઉપરનો ડાબો ભાગ વિભેદક સંકેત (યુએસબી હાઇ-સ્પીડ) પણ દર્શાવે છે જે ચોક્કસ અંતર અને પહોળાઈને 90 of ની અવબાધ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે વ્યાખ્યાયિત કરે છે. આકૃતિ 2 સહેજ ગીચ સર્કિટ બોર્ડ બતાવે છે જેમાં છ સ્તરો હોય છે અને તેને BGA (બોલ ગ્રીડ એરે) એસેમ્બલીની જરૂર પડે છે જેને ફાઇનર વાયરિંગની જરૂર પડે છે.

પીસીબી લાઇનની પહોળાઈની ગણતરી કેવી રીતે કરવી?

ચાલો પાવર સિગ્નલ માટે ચોક્કસ ટ્રેસ પહોળાઈની ગણતરી કરવાની પ્રક્રિયામાંથી પગલું ભરીએ જે પાવર ઘટકથી પેરિફેરલ ડિવાઇસમાં વર્તમાનને સ્થાનાંતરિત કરે છે. આ ઉદાહરણમાં, અમે ડીસી મોટર માટે પાવર પાથની ન્યૂનતમ રેખા પહોળાઈની ગણતરી કરીશું. પાવર પાથ ફ્યુઝથી શરૂ થાય છે, એચ-બ્રિજને પાર કરે છે (ડીસી મોટર વિન્ડિંગ્સમાં પાવર ટ્રાન્સમિશનનું સંચાલન કરવા માટે વપરાતો ઘટક), અને મોટરના કનેક્ટર પર સમાપ્ત થાય છે. ડીસી મોટર દ્વારા જરૂરી સરેરાશ સતત મહત્તમ વર્તમાન લગભગ 2 એમ્પીયર છે.

હવે, પીસીબી વાયરિંગ રેઝિસ્ટર તરીકે કામ કરે છે, અને વાયરિંગ જેટલી લાંબી અને સાંકડી હોય છે, વધુ પ્રતિકાર ઉમેરવામાં આવે છે. જો વાયરિંગને યોગ્ય રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં ન આવે, તો ઉચ્ચ પ્રવાહ વાયરિંગને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે અને/અથવા મોટરમાં નોંધપાત્ર વોલ્ટેજ ડ્રોપ કરી શકે છે (પરિણામે ગતિમાં ઘટાડો થાય છે). આકૃતિ 21 માં બતાવેલ નેટસી 2_3 આશરે 0.8 ઇંચ લાંબી છે અને તેને 2 એમ્પીયરનો મહત્તમ પ્રવાહ લેવાની જરૂર છે. જો આપણે કેટલીક સામાન્ય સ્થિતિઓ ધારીએ, જેમ કે 1 ounceંસ તાંબું રેડવું અને સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન ઓરડાના તાપમાને, આપણે લઘુત્તમ રેખા પહોળાઈ અને તે પહોળાઈ પર અપેક્ષિત દબાણ ઘટાડાની ગણતરી કરવાની જરૂર છે.

પીસીબી વાયરિંગ પ્રતિકારની ગણતરી કેવી રીતે કરવી?

ટ્રેસ એરિયા માટે નીચેના સમીકરણનો ઉપયોગ થાય છે:

વિસ્તાર [Mils ²] = (વર્તમાન [Amps] / (K * (Temp_Rise [° C]) ^ b)) ^ (1 / C), જે IPC બાહ્ય સ્તર (અથવા ઉપર / નીચે) માપદંડને અનુસરે છે, k = 0.048, b = 0.44, C = 0.725. નોંધ કરો કે એકમાત્ર ચલ જે આપણે ખરેખર દાખલ કરવાની જરૂર છે તે વર્તમાન છે.

નીચેના સમીકરણમાં આ પ્રદેશનો ઉપયોગ કરવાથી આપણને જરૂરી પહોળાઈ મળશે જે આપણને કોઈપણ સંભવિત સમસ્યાઓ વગર વર્તમાનને વહન કરવા માટે જરૂરી રેખા પહોળાઈ જણાવશે:

પહોળાઈ [Mils] = વિસ્તાર [Mils ^ 2] / (જાડાઈ [oz] * 1.378 [mils / oz]), જ્યાં 1.378 પ્રમાણભૂત 1 zંસ રેડવાની જાડાઈ સાથે સંબંધિત છે.

ઉપરોક્ત ગણતરીમાં 2 એમ્પીયર કરંટ દાખલ કરીને, આપણને ઓછામાં ઓછા 30 મિલિ વાયરિંગ મળે છે.

પરંતુ તે અમને કહેતું નથી કે વોલ્ટેજ ડ્રોપ શું હશે. આ વધુ સંકળાયેલું છે કારણ કે તેને વાયરના પ્રતિકારની ગણતરી કરવાની જરૂર છે, જે આકૃતિ 4 માં બતાવેલ સૂત્ર અનુસાર કરી શકાય છે.

આ સૂત્રમાં, તાંબાની ρ = પ્રતિકારકતા, copper = તાંબાનું તાપમાન ગુણાંક, ટી = ટ્રેસ જાડાઈ, ડબલ્યુ = ટ્રેસ પહોળાઈ, એલ = ટ્રેસ લંબાઈ, ટી = તાપમાન. જો તમામ સંબંધિત મૂલ્યો 0.8 “30mils પહોળાઈની લંબાઈમાં દાખલ કરવામાં આવે, તો આપણને લાગે છે કે વાયરિંગ પ્રતિકાર લગભગ 0.03 છે? અને તે લગભગ 26mV દ્વારા વોલ્ટેજ ઘટાડે છે, જે આ એપ્લિકેશન માટે સારું છે. આ મૂલ્યોને શું અસર કરે છે તે જાણવું ઉપયોગી છે.

પીસીબી કેબલ અંતર અને લંબાઈ

હાઇ-સ્પીડ કોમ્યુનિકેશન્સવાળી ડિજિટલ ડિઝાઇન માટે, ક્રોસસ્ટોક, કપ્લીંગ અને રિફ્લેક્શનને ઘટાડવા માટે ચોક્કસ અંતર અને સમાયોજિત લંબાઈની જરૂર પડી શકે છે. આ હેતુ માટે, કેટલીક સામાન્ય એપ્લિકેશનો યુએસબી આધારિત સીરીયલ વિભેદક સંકેતો અને રેમ આધારિત સમાંતર વિભેદક સંકેતો છે. સામાન્ય રીતે, USB 2.0 ને 480Mbit/s (USB હાઇ સ્પીડ ક્લાસ) અથવા તેનાથી differentંચામાં વિભેદક રૂટીંગની જરૂર પડશે. આ અંશત કારણ છે કે હાઇ-સ્પીડ યુએસબી સામાન્ય રીતે ઘણા ઓછા વોલ્ટેજ અને તફાવતો પર કાર્ય કરે છે, જે સમગ્ર સિગ્નલ સ્તરને પૃષ્ઠભૂમિ અવાજની નજીક લાવે છે.

હાઇ-સ્પીડ યુએસબી કેબલ્સને રૂટ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવાની ત્રણ મહત્વપૂર્ણ બાબતો છે: વાયરની પહોળાઈ, લીડ અંતર અને કેબલની લંબાઈ.

આ તમામ મહત્વના છે, પરંતુ ત્રણમાંથી સૌથી વધુ નિર્ણાયક એ છે કે બે લાઇનોની લંબાઈ શક્ય તેટલી મેળ ખાતી હોય. અંગૂઠાના સામાન્ય નિયમ તરીકે, જો કેબલની લંબાઈ 50 મિલિ (હાઈ-સ્પીડ યુએસબી માટે) કરતાં વધુ એકબીજાથી અલગ હોય, તો આ પ્રતિબિંબનું જોખમ નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે, જે નબળા સંચારમાં પરિણમી શકે છે. 90 ઓહ્મ મેચિંગ અવબાધ વિભેદક જોડી વાયરિંગ માટે સામાન્ય સ્પષ્ટીકરણ છે. આ ધ્યેય હાંસલ કરવા માટે, રૂટિંગ પહોળાઈ અને અંતરમાં optimપ્ટિમાઇઝ થવું જોઈએ.

આકૃતિ 5 હાઇ સ્પીડ યુએસબી ઇન્ટરફેસ વાયરિંગ માટે વિભેદક જોડીનું ઉદાહરણ બતાવે છે જેમાં 12 મિલ અંતરાલમાં 15 મિલ પહોળા વાયરિંગ હોય છે.

સમાંતર ઇન્ટરફેસ (જેમ કે DDR3-SDRAM) ધરાવતા મેમરી આધારિત ઘટકો માટે ઇન્ટરફેસ વાયરની લંબાઈની દ્રષ્ટિએ વધુ સંકુચિત હશે. મોટાભાગના હાઇ-એન્ડ પીસીબી ડિઝાઇન સ softwareફ્ટવેરમાં લંબાઈ ગોઠવણ ક્ષમતા હશે જે સમાંતર બસમાં તમામ સંબંધિત સિગ્નલોને મેચ કરવા માટે લાઇન લંબાઈને શ્રેષ્ઠ બનાવે છે. આકૃતિ 6 લંબાઈ ગોઠવણ વાયરિંગ સાથે DDR3 લેઆઉટનું ઉદાહરણ બતાવે છે.

ગ્રાઉન્ડ ફિલિંગના નિશાનો અને વિમાનો

અવાજ-સંવેદનશીલ ઘટકો ધરાવતી કેટલીક એપ્લિકેશનો, જેમ કે વાયરલેસ ચિપ્સ અથવા એન્ટેનાને થોડી વધારાની સુરક્ષાની જરૂર પડી શકે છે. એમ્બેડેડ ગ્રાઉન્ડ હોલ્સ સાથે વાયરિંગ અને પ્લેન ડિઝાઇન કરવાથી નજીકના વાયરિંગ અથવા પ્લેન પિકિંગ અને બોર્ડની કિનારીઓમાં ક્રોલ થતા ઓફ-બોર્ડ સિગ્નલોના જોડાણને ઘટાડવામાં ઘણી મદદ મળી શકે છે.

આકૃતિ 7 પ્લેટની ધાર પાસે બ્લૂટૂથ મોડ્યુલનું ઉદાહરણ બતાવે છે, જેમાં તેની એન્ટેના (સ્ક્રીન પ્રિન્ટેડ “ANT” માર્કિંગ દ્વારા) જમીનની રચના સાથે જોડાયેલ થ્રુ-હોલ્સ ધરાવતી જાડી રેખાની બહાર હોય છે. આ અન્ય ઓનબોર્ડ સર્કિટ અને વિમાનોમાંથી એન્ટેનાને અલગ કરવામાં મદદ કરે છે.

જમીન મારફતે રૂટિંગની આ વૈકલ્પિક પદ્ધતિ (આ કિસ્સામાં બહુકોણીય વિમાન) બોર્ડ સર્કિટને બાહ્ય ઓફ-બોર્ડ વાયરલેસ સિગ્નલોથી સુરક્ષિત કરવા માટે વાપરી શકાય છે. આકૃતિ 8 બોર્ડની પરિઘ સાથે ગ્રાઉન્ડ્ડ થ્રુ-હોલ એમ્બેડેડ પ્લેન સાથે અવાજ-સંવેદનશીલ PCB બતાવે છે.

PCB વાયરિંગ માટે શ્રેષ્ઠ પ્રયાસો

ઘણા પરિબળો પીસીબી ક્ષેત્રની વાયરિંગ લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે, તેથી તમારા આગામી પીસીબીને વાયરિંગ કરતી વખતે શ્રેષ્ઠ પદ્ધતિઓનું પાલન કરવાનું ભૂલશો નહીં, અને તમને પીસીબી ફેબ ખર્ચ, સર્કિટ ઘનતા અને એકંદર કામગીરી વચ્ચે સંતુલન મળશે.