Hvað er línubreidd?

Byrjum á grunnatriðunum. Hvað er snefilbreidd nákvæmlega? Hvers vegna er mikilvægt að tilgreina tiltekna snefilbreidd? Tilgangurinn með PCB raflögn er að tengja hvers konar rafmerki (hliðstætt, stafrænt eða afl) frá einum hnút til annars.

Hnútur getur verið pinna íhlutar, útibú stærri snefils eða flatar, eða tómur púði eða prófunarpunktur til að rannsaka. Sniðbreidd er venjulega mæld í mils eða þúsundum tommum. Staðlaðar víddir vír fyrir venjuleg merki (engar sérstakar kröfur) geta verið nokkrar tommur að lengd á bilinu 7-12 mílur, en hafa þarf marga þætti í huga þegar skilgreining er á breidd og lengd víranna.

Forritið rekur venjulega raflengdarbreidd og raflögn í PCB hönnun og á einhverjum tímapunkti jafnast venjulega framleiðslukostnaður PCB, þéttleiki/stærð spjalds og afköst. Ef stjórnin hefur sérstakar hönnunarkröfur, svo sem hámarkshraða, hávaða eða tengibúnað eða mikinn straum/spennu, getur breidd og gerð snefils verið mikilvægari en að hagræða framleiðslukostnaði við beran PCB eða heildarplötustærð.

Tæknilýsing varðandi raflagnir í PCB framleiðslu

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

Hönnun með mikilli þéttleika sem sameinar PCB plássupptöku, svo sem mjög fínt bilað BGA eða samsíða rútur með mikilli merkjatölu, getur krafist 2.5 mílna breidd línu, auk sérstakra tegunda gegnumgata með allt að 6 mílna þvermál, svo sem eins og laserboraðar míkrógata-holur. Aftur á móti getur sum hönnun með miklum krafti krafist mjög stórra raflagna eða flugvéla, eyða heilum lögum og hella aura sem eru þykkari en venjulegur. Í plássbundnum forritum getur verið þörf á mjög þunnum plötum sem innihalda nokkur lög og takmarkaða koparþykkt að hálfu eyri (0.7 mil þykkt).

Í öðrum tilvikum getur hönnun fyrir háhraða samskipti frá einu jaðartæki til annars krafist raflögn með stjórnaðri viðnám og sérstakrar breiddar og bils á milli til að lágmarka endurspeglun og inductive tengingu. Eða hönnunin getur krafist ákveðinnar lengdar til að passa við önnur viðeigandi merki í strætó. Háspennuforrit krefjast ákveðinna öryggiseiginleika, svo sem að lágmarka fjarlægð milli tveggja útsettra mismunamerkja til að koma í veg fyrir boga. Burtséð frá eiginleikum eða eiginleikum, þá er mikilvægt að rekja skilgreiningar, svo við skulum kanna ýmis forrit.

Ýmsar víddir breiddar og þykktar

PCBS typically contain a variety of line widths, as they depend on signal requirements. Fínari ummerkin sem sýnd eru eru fyrir almennar TTL (transistor-transistor logic) stigmerki og hafa engar sérstakar kröfur um hástraum eða hávaðavörn.

Þetta verða algengustu raflagnir á borðinu.

Þykkari raflögn hefur verið fínstillt fyrir núverandi burðargetu og hægt er að nota þau fyrir jaðartæki eða rafmagnsskyldar aðgerðir sem krefjast meiri afls, svo sem viftur, mótorar og reglulegar aflgjafar í íhluti á lægra stigi. Efri vinstri hluti myndarinnar sýnir jafnvel mismunamerki (USB háhraða) sem skilgreinir tiltekið bil og breidd til að uppfylla viðnámskröfur 90 ω. Mynd 2 sýnir örlítið þéttari hringrásartöflu sem hefur sex lög og krefst BGA (kúlukerfis) samsetningar sem krefst fínari raflögn.

Hvernig á að reikna PCB línubreidd?

Við skulum stíga í gegnum ferlið við að reikna út tiltekna snefilbreidd fyrir aflmerki sem flytur straum frá aflhlut í jaðartæki. Í þessu dæmi munum við reikna út lágmarks línubreidd aflleiðarinnar fyrir DC mótor. Aflleiðin byrjar við öryggið, fer yfir H-brúna (íhluturinn sem notaður er til að stjórna aflgjafa yfir DC mótorhringina) og lýkur við tengi hreyfilsins. Meðal samfelldur hámarksstraumur sem krafist er af DC mótor er um 2 amper.

Nú virka PCB raflögn sem viðnám og því lengri og þrengri raflögn, þeim mun meiri mótstöðu er bætt við. Ef raflögn er ekki rétt skilgreind getur mikill straumur skemmt raflögn og/eða valdið verulegu spennufalli á mótornum (sem leiðir til minnkaðs hraða). Ef við gerum ráð fyrir almennum aðstæðum, svo sem 1 eyri af koparhellu og stofuhita við venjulega notkun, þurfum við að reikna út lágmarkslínu breidd og væntanlegt þrýstingsfall við þá breidd.

PCB snúru bil og lengd

Fyrir stafræna hönnun með háhraða fjarskipti getur verið nauðsynlegt að hafa sérstakt bil og stillt lengd til að lágmarka yfirtal, tengingu og spegilmynd. Í þessum tilgangi eru sum algeng forrit USB-undirstaða raðgreinamerki og RAM-undirstaða samhliða mismunamerki. Venjulega mun USB 2.0 krefjast mismununarleiðar við 480Mbit/s (USB háhraða flokkur) eða hærra. Þetta er að hluta til vegna þess að háhraða USB vinnur venjulega við mun lægri spennu og mismun og færir heildarmerkisstigið nær bakgrunns hávaða.

Það er þrennt sem þarf að hafa í huga þegar háhraða USB snúrur eru lagðar: vírbreidd, bil á milli leiða og lengd kapals.

Allt er þetta mikilvægt, en það mikilvægasta af þeim þremur er að ganga úr skugga um að lengd línanna tveggja passi eins mikið og mögulegt er. 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 samsvarandi viðnám er almenn forskrift fyrir raflögn með mismunadrifi. Til að ná þessu markmiði ætti leiðin að vera fínstillt í breidd og bili.

Mynd 5 sýnir dæmi um mismunapar fyrir raflögn háhraða USB tengi sem inniheldur 12 mil breiðar raflögn með 15 millibili.

Interfaces for memory-based components that contain parallel interfaces will be more constrained in terms of wire length. Flestir háþróaðir PCB hönnunarhugbúnaður mun hafa lengdarstillingarmöguleika sem hámarka línulengdina til að passa við öll viðeigandi merki í samhliða strætó. Mynd 6 sýnir dæmi um DDR3 skipulag með lengdarstillingar raflögn.

Ummerki og flugvélar um jörðfyllingu

Sum forrit með hávaða-næmum íhlutum, svo sem þráðlausum flögum eða loftnetum, gætu þurft smá auka vernd. Að hanna raflögn og flugvélar með innfelldum götum geta mjög hjálpað til við að lágmarka tengingu nálægra raflagna eða flugvéla- og utanaðkomandi merki sem skríða inn í brúnir borðsins.

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. Þetta hjálpar til við að einangra loftnetið frá öðrum hringrásum og flugvélum um borð.

This alternative method of routing through the ground can be used to protect the board circuit from external off-board wireless signals. Mynd 8 sýnir hávaða-næman PCB með jarðtengdri holu innfelldu plani með jaðri borðsins.

Góð vinnubrögð fyrir PCB raflögn

Margir þættir ákvarða raflögnareiginleika PCB sviðsins, svo vertu viss um að fylgja bestu venjum þegar þú tengir næsta PCB, og þú munt finna jafnvægi milli PCB fab kostnaðar, hringrás þéttleika og heildarafköst.