સર્કિટ બોર્ડ સિસ્ટમના ઇન્ટરકનેક્ટમાં ચિપ-ટુ-સર્કિટ બોર્ડનો સમાવેશ થાય છે, અંદરથી એકબીજા સાથે જોડાય છે પીસીબી અને PCB અને બાહ્ય ઉપકરણો વચ્ચે એકબીજા સાથે જોડાય છે. આરએફ ડિઝાઇનમાં, ઇન્ટરકનેક્ટ પોઇન્ટ પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક લાક્ષણિકતાઓ એન્જિનિયરિંગ ડિઝાઇન દ્વારા સામનો કરવામાં આવતી મુખ્ય સમસ્યાઓમાંની એક છે. આ પેપર ઉપરોક્ત ત્રણ પ્રકારની ઇન્ટરકનેક્ટ ડિઝાઇનની વિવિધ તકનીકો રજૂ કરે છે, જેમાં ઉપકરણ ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિઓ, વાયરિંગને અલગ પાડવું અને લીડ ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડવાનાં પગલાંનો સમાવેશ થાય છે.

ત્યાં સંકેતો છે કે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ વધતી આવર્તન સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવી રહ્યા છે. જેમ જેમ ડેટા રેટ વધતો જાય છે, ડેટા ટ્રાન્સમિશન માટે જરૂરી બેન્ડવિડ્થ પણ સિગ્નલ ફ્રીક્વન્સી સીલિંગને 1GHz અથવા તેથી વધુ સુધી ધકેલી દે છે. આ હાઇ ફ્રીક્વન્સી સિગ્નલ ટેકનોલોજી, જોકે મિલીમીટર વેવ ટેકનોલોજી (30GHz) ની બહાર છે, તેમાં RF અને લો-એન્ડ માઇક્રોવેવ ટેકનોલોજીનો સમાવેશ થાય છે.

આરએફ એન્જિનિયરિંગ ડિઝાઇન પદ્ધતિઓ મજબૂત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ ઇફેક્ટ્સને હેન્ડલ કરવા માટે સક્ષમ હોવી જોઈએ જે સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર પેદા થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રો અડીને સિગ્નલ લાઇન અથવા પીસીબી લાઇન પર સિગ્નલ લાવી શકે છે, જેના કારણે અનિચ્છનીય ક્રોસસ્ટોક (હસ્તક્ષેપ અને કુલ અવાજ) અને સિસ્ટમની કામગીરીને નુકસાન પહોંચાડે છે. બેકલોસ મુખ્યત્વે અવબાધના મેળ ન ખાવાથી થાય છે, જે સિગ્નલ પર એડિટિવ અવાજ અને હસ્તક્ષેપ જેવી જ અસર ધરાવે છે.

ઉચ્ચ વળતર નુકશાન બે નકારાત્મક અસરો ધરાવે છે: 1. સિગ્નલ સ્ત્રોત પર પ્રતિબિંબિત સિગ્નલ સિસ્ટમનો અવાજ વધારશે, રીસીવર માટે અવાજને સિગ્નલથી અલગ પાડવાનું વધુ મુશ્કેલ બનાવશે; 2. 2. કોઈપણ પ્રતિબિંબિત સિગ્નલ આવશ્યકપણે સિગ્નલની ગુણવત્તામાં ઘટાડો કરશે કારણ કે ઇનપુટ સિગ્નલનો આકાર બદલાય છે.

તેમ છતાં ડિજિટલ સિસ્ટમો ખૂબ જ દોષ સહિષ્ણુ છે કારણ કે તે માત્ર 1 અને 0 સિગ્નલો સાથે વ્યવહાર કરે છે, જ્યારે પલ્સ હાઇ સ્પીડ પર વધી રહી હોય ત્યારે ઉત્પન્ન થતા હાર્મોનિક્સને કારણે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર સિગ્નલ નબળું પડે છે. તેમ છતાં ફોરવર્ડ એરર કરેક્શન કેટલીક નકારાત્મક અસરોને દૂર કરી શકે છે, સિસ્ટમ બેન્ડવિડ્થનો ભાગ રીડન્ડન્ટ ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે વપરાય છે, પરિણામે કામગીરીમાં ઘટાડો થાય છે. એક સારો ઉકેલ એ છે કે આરએફ ઇફેક્ટ્સ કે જે સિગ્નલ અખંડિતતામાં ઘટાડો કરવાને બદલે મદદ કરે છે. એવી ભલામણ કરવામાં આવે છે કે ડિજિટલ સિસ્ટમ (સામાન્ય રીતે નબળો ડેટા પોઇન્ટ) ની ઉચ્ચતમ આવર્તન પર કુલ વળતર નુકશાન -25dB હોય, જે 1.1 ના VSWR ની સમકક્ષ હોય.

PCB ડિઝાઇનનો હેતુ નાના, ઝડપી અને ઓછા ખર્ચાળ હોવાનો છે. આરએફ પીસીબીએસ માટે, હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલો ક્યારેક પીસીબી ડિઝાઇનના લઘુચિત્રકરણને મર્યાદિત કરે છે. હાલમાં, ક્રોસ-ટોકની સમસ્યા હલ કરવાની મુખ્ય પદ્ધતિ ગ્રાઉન્ડ મેનેજમેન્ટ, વાયરિંગ વચ્ચેનું અંતર અને લીડ ઇન્ડક્ટન્સ ઘટાડવાનું છે. વળતર નુકશાન ઘટાડવાની મુખ્ય પદ્ધતિ અવબાધ મેચિંગ છે. આ પદ્ધતિમાં ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રીનું અસરકારક સંચાલન અને સક્રિય સિગ્નલ લાઇન અને ગ્રાઉન્ડ લાઇનોને અલગ પાડવાનો સમાવેશ થાય છે, ખાસ કરીને સિગ્નલ લાઇન અને જમીનની સ્થિતિ વચ્ચે.

કારણ કે ઇન્ટરકનેક્ટ સર્કિટ ચેઇનની સૌથી નબળી કડી છે, આરએફ ડિઝાઇનમાં, ઇન્ટરકનેક્ટ પોઇન્ટની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રોપર્ટી એન્જિનિયરિંગ ડિઝાઇનનો સામનો કરતી મુખ્ય સમસ્યા છે, દરેક ઇન્ટરકનેક્ટ પોઇન્ટની તપાસ થવી જોઈએ અને હાલની સમસ્યાઓ હલ કરવી જોઈએ. સર્કિટ બોર્ડ ઇન્ટરકનેક્શનમાં પીસીબી અને બાહ્ય ઉપકરણો વચ્ચે ચિપ-ટુ-સર્કિટ બોર્ડ ઇન્ટરકનેક્શન, પીસીબી ઇન્ટરકનેક્શન અને સિગ્નલ ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇન્ટરકનેક્શનનો સમાવેશ થાય છે.

ચિપ અને PCB બોર્ડ વચ્ચે આંતર જોડાણ

પેન્ટીયમ IV અને હાઇ સ્પીડ ચિપ્સ જેમાં મોટી સંખ્યામાં ઇનપુટ/આઉટપુટ ઇન્ટરકનેક્ટ્સ છે તે પહેલાથી ઉપલબ્ધ છે. ચિપ માટે જ, તેનું પ્રદર્શન વિશ્વસનીય છે, અને પ્રોસેસિંગ રેટ 1GHz સુધી પહોંચવામાં સક્ષમ છે. તાજેતરના GHz ઇન્ટરકનેક્ટ સિમ્પોઝિયમ (www.az.ww. કોમ) ના સૌથી ઉત્તેજક પાસાઓ એ છે કે I/O ની સતત વધતી જતી માત્રા અને આવર્તન સાથે વ્યવહાર કરવાના અભિગમો જાણીતા છે. ચિપ અને પીસીબી વચ્ચે આંતર જોડાણની મુખ્ય સમસ્યા એ છે કે ઇન્ટરકનેક્ટની ઘનતા ખૂબ વધારે છે. એક નવીન ઉકેલ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો જે ચીપની અંદર સ્થાનિક વાયરલેસ ટ્રાન્સમીટરનો ઉપયોગ કરીને નજીકના સર્કિટ બોર્ડમાં ડેટા ટ્રાન્સમિટ કરે છે.

આ સોલ્યુશન કામ કરે છે કે નહીં, તે ઉપસ્થિતોને સ્પષ્ટ હતું કે આઇસી ડિઝાઇન ટેકનોલોજી એચએફ એપ્લિકેશન માટે પીસીબી ડિઝાઇન ટેકનોલોજીથી ઘણી આગળ છે.

પીસીબી ઇન્ટરકનેક્ટ

એચએફ પીસીબી ડિઝાઇન માટેની તકનીકો અને પદ્ધતિઓ નીચે મુજબ છે:

1. વળતર નુકશાન ઘટાડવા માટે ટ્રાન્સમિશન લાઇનના ખૂણા માટે 45 ° ખૂણાનો ઉપયોગ કરવો જોઇએ (FIG. 1);

સખત રીતે નિયંત્રિત ઉચ્ચ પ્રદર્શન ઇન્સ્યુલેટીંગ સર્કિટ બોર્ડના સ્તર અનુસાર 2 ઇન્સ્યુલેશન સતત મૂલ્ય. ઇન્સ્યુલેટીંગ મટિરિયલ અને અડીને આવેલા વાયરિંગ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડના અસરકારક સંચાલન માટે આ પદ્ધતિ ફાયદાકારક છે.

3. ઉચ્ચ ચોકસાઇ કોતરણી માટે PCB ડિઝાઇન સ્પષ્ટીકરણો સુધારવા જોઇએ. +/- 0.0007 ઇંચની કુલ લાઇન પહોળાઈની ભૂલ, વાયરિંગ આકારોના અન્ડરકટ અને ક્રોસ સેક્શનનું સંચાલન અને વાયરિંગની સાઇડ વોલ પ્લેટિંગ શરતોને સ્પષ્ટ કરવાનો વિચાર કરો. વાયરિંગ (વાયર) ભૂમિતિ અને કોટિંગ સપાટીઓનું એકંદર સંચાલન માઇક્રોવેવ ફ્રીક્વન્સીઝને લગતી ચામડીની અસરોને દૂર કરવા અને આ સ્પષ્ટીકરણોને અમલમાં મૂકવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

4. બહાર નીકળતી લીડ્સમાં ટેપ ઇન્ડક્ટન્સ છે. લીડ્સ સાથેના ઘટકોનો ઉપયોગ કરવાનું ટાળો. ઉચ્ચ આવર્તન વાતાવરણ માટે, સપાટી પર માઉન્ટ થયેલ ઘટકોનો ઉપયોગ કરવો શ્રેષ્ઠ છે.

5. છિદ્રો દ્વારા સિગ્નલ માટે, સંવેદનશીલ પ્લેટ પર PTH પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવાનું ટાળો, કારણ કે આ પ્રક્રિયા થ્રુ હોલ પર લીડ ઇન્ડક્ટન્સનું કારણ બની શકે છે.

6. વિપુલ જમીન સ્તરો પૂરા પાડો. મોર્ડેડ છિદ્રોનો ઉપયોગ આ ગ્રાઉન્ડિંગ સ્તરોને જોડવા માટે થાય છે જેથી 3 ડી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડ્સને સર્કિટ બોર્ડ પર અસર ન થાય.

7. બિન-વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ નિકલ પ્લેટિંગ અથવા નિમજ્જન ગોલ્ડ પ્લેટિંગ પ્રક્રિયા પસંદ કરવા માટે, HASL પ્લેટિંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરશો નહીં. આ ઇલેક્ટ્રોપ્લેટેડ સપાટી ઉચ્ચ આવર્તન પ્રવાહો (આકૃતિ 2) માટે વધુ સારી ત્વચા અસર પૂરી પાડે છે. વધુમાં, આ અત્યંત વેલ્ડેબલ કોટિંગને ઓછી લીડ્સની જરૂર પડે છે, જે પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

8. સોલ્ડર પ્રતિકાર સ્તર સોલ્ડર પેસ્ટને વહેતા અટકાવી શકે છે. જો કે, જાડાઈ અને અજાણ્યા ઇન્સ્યુલેશન કામગીરીની અનિશ્ચિતતાને કારણે, સોલ્ડર પ્રતિકાર સામગ્રી સાથે સમગ્ર પ્લેટની સપાટીને આવરી લેવાથી માઇક્રોસ્ટ્રીપ ડિઝાઇનમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉર્જામાં મોટો ફેરફાર થશે. સામાન્ય રીતે, સોલ્ડર ડેમનો સોલ્ડર રેઝિસ્ટન્સ લેયર તરીકે ઉપયોગ થાય છે.

જો તમે આ પદ્ધતિઓથી પરિચિત નથી, તો અનુભવી ડિઝાઇન ઇજનેરની સલાહ લો જેમણે લશ્કરી માટે માઇક્રોવેવ સર્કિટ બોર્ડ પર કામ કર્યું છે. તમે તેમની સાથે ચર્ચા કરી શકો છો કે તમે કઈ કિંમતની શ્રેણી પરવડી શકો છો. ઉદાહરણ તરીકે, સ્ટ્રીપ ડિઝાઇન કરતાં કોપર-બેક્ડ કોપ્લેનર માઇક્રોસ્ટ્રીપ ડિઝાઇનનો ઉપયોગ કરવો વધુ આર્થિક છે. વધુ સારો વિચાર મેળવવા માટે તેમની સાથે આ અંગે ચર્ચા કરો. સારા ઇજનેરો ખર્ચ વિશે વિચારવા માટે ટેવાયેલા ન હોઈ શકે, પરંતુ તેમની સલાહ તદ્દન મદદરૂપ થઈ શકે છે. આરએફ ઇફેક્ટ્સથી પરિચિત ન હોય અને આરએફ ઇફેક્ટ્સ સાથે કામ કરવાનો અનુભવ ન હોય તેવા યુવા ઇજનેરોને તાલીમ આપવી તે લાંબા ગાળાની નોકરી હશે.

આ ઉપરાંત, અન્ય ઉકેલો અપનાવી શકાય છે, જેમ કે આરએફ ઇફેક્ટ્સને હેન્ડલ કરવા માટે સક્ષમ થવા માટે કમ્પ્યુટર મોડેલમાં સુધારો કરવો.

પીસીબી બાહ્ય ઉપકરણો સાથે જોડાય છે

હવે આપણે ધારી શકીએ છીએ કે અમે બોર્ડ પર અને અલગ ઘટકોના આંતર જોડાણ પર તમામ સિગ્નલ મેનેજમેન્ટ સમસ્યાઓ હલ કરી છે. તો તમે સર્કિટ બોર્ડથી દૂરસ્થ ઉપકરણને જોડતા વાયરમાં સિગ્નલ ઇનપુટ/આઉટપુટ સમસ્યાને કેવી રીતે હલ કરો છો? ટ્રોમ્પેટર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, કોએક્સિયલ કેબલ ટેકનોલોજીમાં સંશોધક, આ સમસ્યા પર કામ કરી રહ્યું છે અને કેટલીક મહત્વપૂર્ણ પ્રગતિ કરી છે (આકૃતિ 3). ઉપરાંત, નીચે આકૃતિ 4 માં બતાવેલ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર પર એક નજર નાખો. આ કિસ્સામાં, અમે માઇક્રોસ્ટ્રીપથી કોક્સિયલ કેબલમાં રૂપાંતરણનું સંચાલન કરીએ છીએ. કોક્સિયલ કેબલ્સમાં, જમીનના સ્તરો રિંગ્સમાં જોડાયેલા હોય છે અને સમાનરૂપે અંતરે હોય છે. માઇક્રોબેલ્ટમાં, ગ્રાઉન્ડિંગ લેયર સક્રિય લાઇનની નીચે છે. આ ચોક્કસ ધાર અસરો રજૂ કરે છે જેને ડિઝાઇન સમયે સમજવાની, આગાહી કરવાની અને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. અલબત્ત, આ મેળ ન ખાવાથી બેકલોસ પણ થઈ શકે છે અને અવાજ અને સિગ્નલ હસ્તક્ષેપ ટાળવા માટે તેને ઘટાડવું જોઈએ.

આંતરિક અવરોધ સમસ્યાનું સંચાલન એ ડિઝાઇન સમસ્યા નથી જેને અવગણી શકાય. અવરોધ સર્કિટ બોર્ડની સપાટીથી શરૂ થાય છે, સોલ્ડર સંયુક્તથી સંયુક્તમાં પસાર થાય છે, અને કોક્સિયલ કેબલ પર સમાપ્ત થાય છે. કારણ કે અવરોધ આવર્તન સાથે બદલાય છે, આવર્તન જેટલું ંચું હોય છે, વધુ મુશ્કેલ અવરોધ વ્યવસ્થાપન છે. બ્રોડબેન્ડ પર સિગ્નલોને પ્રસારિત કરવા માટે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીનો ઉપયોગ કરવાની સમસ્યા મુખ્ય ડિઝાઇન સમસ્યા હોવાનું જણાય છે.

આ પેપર સારાંશ આપે છે

IC ડિઝાઇનરોની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા PCB પ્લેટફોર્મ ટેકનોલોજીમાં સતત સુધારાની જરૂર છે. પીસીબી ડિઝાઇનમાં એચએફ સિગ્નલ મેનેજમેન્ટ અને પીસીબી બોર્ડ પર સિગ્નલ ઇનપુટ/આઉટપુટ મેનેજમેન્ટમાં સતત સુધારાની જરૂર છે. ગમે તેટલી ઉત્તેજક નવીનતાઓ આવી રહી છે, મને લાગે છે કે બેન્ડવિડ્થ higherંચી અને getંચી થઈ રહી છે, અને ઉચ્ચ આવર્તન સંકેતોનો ઉપયોગ તે વૃદ્ધિ માટે પૂર્વશરત બનશે.