Ի՞նչ է գծի լայնությունը:

Սկսենք հիմունքներից: Ո՞րն է հետքի լայնությունը: Ինչու՞ է կարևոր նշել որոշակի հետքի լայնությունը: Նպատակը PCB էլեկտրագծերը պետք է միացնեն ցանկացած տեսակի էլեկտրական ազդանշան (անալոգային, թվային կամ հզորության) մի հանգույցից մյուսը:

Հանգույցը կարող է լինել բաղադրիչի քորոց, ավելի մեծ հետքի կամ հարթության ճյուղ, կամ զննման համար դատարկ պահոց կամ փորձարկման կետ: Հետքի լայնությունը սովորաբար չափվում է միլներով կամ հազարավոր դյույմներով: Սովորական ազդանշանների համար էլեկտրագծերի ստանդարտ լայնությունները (հատուկ պահանջներ չկան) կարող են լինել մի քանի դյույմ երկարությամբ 7-12 մղոն տիրույթում, սակայն լարերի լայնությունը և երկարությունը սահմանելիս պետք է հաշվի առնել բազմաթիվ գործոններ:

Դիմումը, որպես կանոն, մղում է էլեկտրագծերի լայնությունը և էլեկտրագծերի տեսակը PCB- ի նախագծման մեջ և, ինչ -որ պահի, սովորաբար հավասարակշռում է PCB- ի արտադրության արժեքը, տախտակի խտությունը/չափը և կատարումը: Եթե ​​տախտակն ունի նախագծման հատուկ պահանջներ, ինչպիսիք են արագության օպտիմալացումը, աղմուկը կամ միացման ճնշումը կամ բարձր հոսանքը/լարման առկայությունը, հետքի լայնությունն ու տեսակը կարող են ավելի կարևոր լինել, քան մերկ PCB- ի արտադրության արժեքը կամ տախտակի ընդհանուր չափի օպտիմալացումը:

PCB- ի արտադրության էլեկտրագծերի հետ կապված տեխնիկական բնութագիր

Սովորաբար, էլեկտրագծերի հետ կապված հետևյալ բնութագրերը սկսում են բարձրացնել մերկ PCBS- ի արտադրության արժեքը:

PCB- ի ավելի հանդուրժողականության և PCBS- ի արտադրության, ստուգման կամ փորձարկման համար պահանջվող բարձրակարգ սարքավորումների պատճառով ծախսերը դառնում են բավականին բարձր.

L Հետքի լայնությունը 5 մլն -ից պակաս (0.005 դյույմ)

L Հետք 5 մղոնից պակաս հեռավորության վրա

L 8 միլիոնից պակաս տրամագծով անցքերի միջով

L Հետքի հաստությունը փոքր կամ հավասար 1 ունցիայի (հավասար է 1.4 միլիոնի)

L Դիֆերենցիալ զույգ և վերահսկվող երկարություն կամ էլեկտրագծերի դիմադրություն

Բարձր խտության նմուշները, որոնք համատեղում են PCB տարածություն վերցնելը, ինչպես օրինակ ՝ շատ մանր հեռավորության վրա գտնվող BGA- ն կամ բարձր ազդանշանների զուգահեռ ավտոբուսները, կարող են պահանջել գծի լայնություն 2.5 միլիոն, ինչպես նաև մինչև 6 միլիոն տրամագծով անցքերի հատուկ տեսակներ, օրինակ ՝ որպես լազերային փորված միկրոտնտեսական անցքեր: Ընդհակառակը, որոշ բարձր հզորության նախագծեր կարող են պահանջել շատ մեծ էլեկտրագծեր կամ ինքնաթիռներ ՝ սպառելով ամբողջ շերտեր և թափելով ունցիաներ, որոնք ստանդարտից ավելի հաստ են: Տիեզերական սահմանափակումների դեպքում կարող են պահանջվել մի քանի շերտեր պարունակող շատ բարակ թիթեղներ և կես ունցիա (0.7 մլն հաստություն) պղնձի ձուլման սահմանափակ հաստություն:

Այլ դեպքերում, արագընթաց հաղորդակցության մի ծայրամասից մյուսը կարող է պահանջվել էլեկտրագծեր վերահսկվող դիմադրությամբ և հատուկ լայնություններով և միմյանց միջև հեռավորությամբ `նվազեցնելու արտացոլումն ու ինդուկտիվ միացումը: Կամ դիզայնը կարող է պահանջել որոշակի երկարություն, որպեսզի համապատասխանի ավտոբուսի այլ համապատասխան ազդանշաններին: Բարձր լարման կիրառումը պահանջում է անվտանգության որոշակի հնարավորություններ, օրինակ ՝ նվազագույնի հասցնել երկու ենթարկված դիֆերենցիալ ազդանշանների միջև հեռավորությունը ՝ աղեղավորումը կանխելու համար: Անկախ բնութագրերից կամ առանձնահատկություններից, սահմանումների որոնումը կարևոր է, ուստի եկեք ուսումնասիրենք տարբեր ծրագրեր:

Տարբեր լարերի լայնություններ և հաստություններ

PCBS- ն, որպես կանոն, պարունակում է գծերի լայնություններ, քանի որ դրանք կախված են ազդանշանի պահանջներից (տե՛ս Նկար 1): Shownուցադրված ավելի նուրբ հետքերը ընդհանուր նշանակության TTL (տրանզիստոր-տրանզիստոր տրամաբանություն) մակարդակի ազդանշանների համար են և հատուկ պահանջներ չունեն բարձր հոսանքի կամ աղմուկի պաշտպանության համար:

Սրանք կլինեն տախտակի վրա էլեկտրագծերի ամենատարածված տեսակները:

Ավելի հաստ էլեկտրագծերը օպտիմիզացված են ընթացիկ տարողունակության համար և կարող են օգտագործվել ծայրամասային սարքավորումների կամ էներգիայի հետ կապված գործառույթների համար, որոնք պահանջում են ավելի մեծ էներգիա, ինչպիսիք են երկրպագուները, շարժիչները և կանոնավոր էներգիայի փոխանցումը ավելի ցածր մակարդակի բաղադրիչներին: Նկարի վերին ձախ հատվածում նույնիսկ ցուցադրվում է դիֆերենցիալ ազդանշան (բարձր արագությամբ USB), որը սահմանում է որոշակի տարածություն և լայնություն `90 ω դիմադրության պահանջներին համապատասխանելու համար: Նկար 2 -ը ցույց է տալիս մի փոքր ավելի խիտ տպատախտակ, որն ունի վեց շերտ և պահանջում է BGA (գնդակի ցանց) զանգված, որը պահանջում է ավելի նուրբ լարեր:

Ինչպե՞ս հաշվարկել PCB գծի լայնությունը:

Եկեք անցնենք էներգիայի ազդանշանի համար որոշակի հետքի լայնության հաշվարկման գործընթաց, որը հոսանքը էներգիայի բաղադրիչից փոխանցում է ծայրամասային սարքի: Այս օրինակում մենք կհաշվարկենք հոսանքի ուղու նվազագույն լայնությունը DC շարժիչի համար: Էլեկտրաէներգիայի ուղին սկսվում է ապահովագրությունից, անցնում H- կամուրջով (այն բաղադրիչը, որն օգտագործվում է DC շարժիչի ոլորունների միջոցով էներգիայի փոխանցումը կառավարելու համար) և ավարտվում է շարժիչի միակցիչով: Միջին անընդհատ առավելագույն հոսանքը, որը պահանջում է DC շարժիչ, կազմում է մոտ 2 ամպեր:

Այժմ, PCB- ի էլեկտրագծերը գործում են որպես դիմադրություն, և որքան երկար և նեղ լարերը, այնքան ավելի մեծ դիմադրություն է ավելացվում: Եթե ​​էլեկտրագծերը ճիշտ սահմանված չեն, բարձր հոսանքը կարող է վնասել էլեկտրագծերը և (կամ) առաջացնել շարժիչի լարման զգալի անկում (արդյունքում ՝ արագության նվազում): Նկար 21 -ում ներկայացված NetC2_3- ը մոտ 0.8 դյույմ երկարություն ունի և պետք է առավելագույն հոսանք տանի 2 ամպեր: Եթե ​​մենք ենթադրենք որոշ ընդհանուր պայմաններ, օրինակ ՝ 1 ունցիա պղնձի լցնելը և սենյակի ջերմաստիճանը նորմալ աշխատանքի ընթացքում, մենք պետք է հաշվարկենք գծի նվազագույն լայնությունը և այդ լայնության վրա ճնշման ակնկալվող անկումը:

Ինչպե՞ս հաշվարկել PCB- ի էլեկտրագծերի դիմադրությունը:

Հետագծման տարածքի համար օգտագործվում է հետևյալ հավասարումը.

Մակերես [Mils ²] = (ընթացիկ [Amps] / (K * (Temp_Rise [° C]) ^ b)) ^ (1 / C), որը հետևում է IPC արտաքին շերտի (կամ վերևի / ներքևի) չափանիշին, k = 0.048, b = 0.44, C = 0.725: Նկատի ունեցեք, որ միակ փոփոխականը, որը մենք իսկապես պետք է տեղադրենք, ընթացիկն է:

Հետևյալ հավասարման մեջ այս շրջանի օգտագործումը մեզ կտա անհրաժեշտ լայնությունը, որը մեզ կասի այն հոսանքի լայնությունը, որն անհրաժեշտ է հոսանքը կրելու համար ՝ առանց որևէ պոտենցիալ խնդիրների.

Լայնություն [Mils] = տարածք [Mils ^ 2] / (հաստություն [ունց] * 1.378 [mils / oz]), որտեղ 1.378 -ը կապված է ստանդարտ 1 ունց լցման հաստության հետ:

Վերոնշյալ հաշվարկի մեջ 2 ամպեր հոսանք մտցնելով ՝ մենք ստանում ենք նվազագույնը 30 միլիոն էլեկտրագծեր:

Բայց դա մեզ չի ասում, թե ինչպիսին է լինելու լարման անկումը: Սա ավելի ներգրավված է, քանի որ այն պետք է հաշվարկի մետաղալարերի դիմադրությունը, ինչը կարելի է անել ըստ նկար 4 -ում ներկայացված բանաձևի:

Այս բանաձևում ρ = պղնձի դիմադրողականություն, α = պղնձի ջերմաստիճանի գործակից, T = հետքի հաստություն, W = հետքի լայնություն, L = հետքի երկարություն, T = ջերմաստիճան: Եթե ​​բոլոր համապատասխան արժեքները տեղադրվեն 0.8 «30 մղլ լայնությամբ երկարության մեջ, մենք գտնում ենք, որ էլեկտրագծերի դիմադրությունը մոտ 0.03 է: Եվ դա նվազեցնում է լարումը մոտ 26 մՎ -ով, ինչը լավ է այս կիրառման համար: Օգտակար է իմանալ, թե ինչն է ազդում այս արժեքների վրա:

PCB մալուխների հեռավորությունը և երկարությունը

Բարձր արագությամբ հաղորդակցություն ունեցող թվային նմուշների դեպքում կարող են պահանջվել հատուկ տարածություններ և ճշգրտված երկարություններ `նվազագույնի հասցնելու խաչմերուկը, զուգավորումն ու արտացոլումը: Այդ նպատակով որոշ սովորական ծրագրեր են `USB- ի վրա հիմնված սերիական դիֆերենցիալ ազդանշանները և RAM- ի վրա հիմնված զուգահեռ դիֆերենցիալ ազդանշանները: Սովորաբար, USB 2.0 -ի համար պահանջվում է դիֆերենցիալ երթուղի 480 Մբիթ/վ արագությամբ (USB բարձր արագության դաս) կամ ավելի բարձր արագությամբ: Դա մասամբ պայմանավորված է նրանով, որ բարձր արագությամբ USB- ը սովորաբար գործում է շատ ավելի ցածր լարման և տարբերությունների դեպքում ՝ ազդանշանի ընդհանուր մակարդակը մոտեցնելով ֆոնային աղմուկին:

Երեք կարևոր բան պետք է հաշվի առնել բարձր արագությամբ USB մալուխներ անցկացնելիս `մետաղալարերի լայնությունը, կապարի միջև հեռավորությունը և մալուխի երկարությունը:

Այս բոլորը կարևոր են, բայց երեքից ամենակարևորն այն է, որ երկու տողերի երկարությունները հնարավորինս համընկնեն: Որպես ընդհանուր կանոն, եթե մալուխների երկարությունները միմյանցից տարբերվում են ոչ ավելի, քան 50 միլիոնով (բարձր արագությամբ USB- ի համար), դա զգալիորեն մեծացնում է անդրադարձման վտանգը, ինչը կարող է հանգեցնել վատ հաղորդակցության: 90 օմ համապատասխանող դիմադրողականությունը դիֆերենցիալ զույգերի էլեկտրագծերի ընդհանուր բնութագիր է: Այս նպատակին հասնելու համար երթուղին պետք է օպտիմիզացվի լայնության և տարածության մեջ:

Նկար 5-ը ցույց է տալիս բարձր արագությամբ USB ինտերֆեյսերի միացման դիֆերենցիալ զույգի օրինակ, որը պարունակում է 12 միլիմետր լայնությամբ էլեկտրահաղորդում 15 միլիոն ընդմիջումներով:

Հիշողության վրա հիմնված բաղադրիչների համար, որոնք պարունակում են զուգահեռ միջերեսներ (օրինակ ՝ DDR3-SDRAM), լարերի երկարության առումով ավելի սահմանափակ կլինեն: PCB- ի նախագծման բարձրակարգ ծրագրակազմը կունենա երկարության ճշգրտման հնարավորություններ, որոնք օպտիմալացնում են գծի երկարությունը `զուգահեռ ավտոբուսի բոլոր համապատասխան ազդանշաններին համապատասխանեցնելու համար: Նկար 6 -ը ցույց է տալիս DDR3 դասավորության օրինակ `երկարության ճշգրտման լարերով:

Հողի լցոնման հետքեր և հարթություններ

Աղմուկին զգայուն բաղադրիչներով որոշ ծրագրեր, ինչպիսիք են անլար չիպերը կամ ալեհավաքները, կարող են մի փոքր լրացուցիչ պաշտպանություն պահանջել: Էլեկտրագծերի և ինքնաթիռների ներկառուցված ստորգետնյա անցքերով նախագծումը կարող է մեծապես նվազագույնի հասցնել մոտակա էլեկտրագծերի կամ ինքնաթիռի հավաքման և տախտակի եզրերին սողացող ազդանշանների միացումը:

Նկար 7-ը ցույց է տալիս Bluetooth մոդուլի օրինակ, որը տեղադրված է ափսեի եզրին մոտ, որի ալեհավաքը (էկրանի միջոցով տպված «ANT» նշաններով) գտնվում է հաստ գծից դուրս, որը պարունակում է հողի ձևավորման հետ կապված անցքեր: Սա օգնում է մեկուսացնել ալեհավաքը այլ ինքնաթիռի սխեմաներից և հարթություններից:

Գետնին անցնելու այս այլընտրանքային մեթոդը (այս դեպքում ՝ բազմանկյուն հարթություն) կարող է օգտագործվել տախտակի միացումը արտաքին անլար անլար ազդանշաններից պաշտպանելու համար: Նկար 8-ը ցույց է տալիս աղմուկի նկատմամբ զգայուն ՊՀՀ `տախտակի ծայրամասի երկայնքով հիմնավորված միջանցքով տեղադրված հարթությամբ:

PCB- ի էլեկտրամոնտաժման լավագույն փորձը

Շատ գործոններ են որոշում PCB դաշտի էլեկտրագծերի բնութագրերը, ուստի համոզվեք, որ հաջորդ PCB- ն միացնելիս հետևեք լավագույն փորձին և հավասարակշռություն կգտնեք PCB- ի գործածքի արժեքի, միացման խտության և ընդհանուր կատարողականի միջև: