שיטות ומיומנויות עיצוב PCB

1. כיצד לבחור לוח PCB?

בחירת לוח ה- PCB חייבת לעמוד בדרישות העיצוב וייצור המוני ובעלות האיזון בין. דרישות התכנון כוללות חלקים חשמליים ומכניים. זה בדרך כלל חשוב בעת עיצוב לוחות PCB מהירים מאוד (תדרים גדולים מ- GHz). לדוגמה, החומר fr-4 הנפוץ כיום עשוי להיות לא מתאים מכיוון שההפסד הדיאלקטרי במספר גיגה-הרץ משפיע רבות על הנחתת האות. במקרה של חשמל, שימו לב לקבוע הדיאלקטרי ולאובדן הדיאלקטרי בתדר המתוכנן.

ipcb

2. כיצד להימנע מהפרעות בתדירות גבוהה?

הרעיון הבסיסי להימנע מהפרעות בתדירות גבוהה הוא למזער את ההפרעה של שדה אלקטרומגנטי בתדר גבוה, המכונה גם Crosstalk. אתה יכול להגדיל את המרחק בין האות במהירות גבוהה לאות האנלוגי, או להוסיף עקבות שמירה על הקרקע/shunt לאות האנלוגי. שימו לב גם לקרקע הדיגיטלית להפרעות רעשי קרקע אנלוגיים.

3. כיצד לפתור את בעיית תקינות האות בעיצוב במהירות גבוהה?

שלמות האות היא בעצם עניין של התאמת עכבה. הגורמים המשפיעים על התאמת עכבה כוללים ארכיטקטורת מקור אות, עכבת פלט, עכבה אופיינית לכבל, מאפיין צד עומס ואדריכלות טופולוגיה של כבלים. הפתרון הוא * סיום והתאם את הטופולוגיה של הכבל.

4. כיצד לממש חיווט דיפרנציאלי?

לחיווט של צמד ההבדלים יש לשים לב שתי נקודות. האחד הוא שאורך שני הקווים צריך להיות ארוך ככל האפשר, והשני הוא שהמרחק בין שני הקווים (שנקבע על ידי עכבת ההבדל) תמיד צריך להישאר קבוע, כלומר להישאר מקביל. ישנם שני מצבים מקבילים: האחד הוא ששני הקווים פועלים על אותה שכבה זה לצד זה, והשני הוא ששני הקווים פועלים על שתי שכבות סמוכות של השכבות העליונות והתחתונות. באופן כללי, היישום לשעבר זה לצד זה נפוץ יותר.

5. כיצד לממש חיווט דיפרנציאלי לקו אות השעון עם מסוף פלט אחד בלבד?

רוצה להשתמש בחיווט דיפרנציאלי חייב להיות מקור האות וקצה הקבלה הם גם אות דיפרנציאלי בעל משמעות. כך שאי אפשר להשתמש בחיווט דיפרנציאלי לאות שעון עם יציאה אחת בלבד.

6. האם ניתן להוסיף התנגדות תואמת בין זוגות קווי ההבדל בקצה המקבל?

בדרך כלל מתווספת ההתנגדות התואמת בין צמד הקווים הדיפרנציאליים בקצה המקבל, וערכו צריך להיות שווה לערך העכבה הדיפרנציאלית. איכות האות תהיה טובה יותר.

7. מדוע החיווט של זוגות ההבדלים צריך להיות הכי קרוב ומקביל?

החיווט של זוגות ההבדלים צריך להיות קרוב ומקביל כראוי. הגובה הנכון נובע מהעכבת ההבדל, שהיא פרמטר חשוב בעיצוב זוגות ההבדלים. מקביליות נדרשת גם כדי לשמור על עקביות העכבה הדיפרנציאלית. אם שני הקווים רחוקים או קרובים, העכבה הדיפרנציאלית לא תהיה עקבית, דבר המשפיע על תקינות האות ועיכוב TIming.

8. כיצד להתמודד עם כמה קונפליקטים תיאורטיים בחיווט בפועל?

(1). ביסודו של דבר, נכון להפריד מודולים/מספרים. יש להקפיד לא לחצות את ה- MOAT ולא לתת לנתיב הנוכחי של אספקת החשמל והחזרת האות לגדול גדול מדי.

(2). מתנד הקריסטל הוא מעגל נדנוד משוב חיובי מדומה, ואותות תנודה יציבים חייבים לעמוד במפרט של רווח ולולאה של הלולאה, המועדים להפרעות, אפילו עקבות שמירה על הקרקע לא יכולים לבודד הפרעות לחלוטין. ורחוק מדי, הרעש במטוס הקרקע ישפיע גם על מעגל תנודות המשוב החיובי. לכן, הקפד להפוך את מתנד הגבישים והשבב קרוב ככל האפשר.

(3). אכן, ישנם התנגשויות רבות בין חיווט במהירות גבוהה לדרישות EMI. עם זאת, העיקרון הבסיסי הוא שבשל קיבול ההתנגדות או חרוסת הפריט שהוסיפה EMI, לא ניתן לגרום לכמה מאפיינים חשמליים של האות להיכשל במאפיינים. לכן, עדיף להשתמש בטכניקה של סידור חיווט וערימת PCB כדי לפתור או להפחית בעיות EMI, כגון בטנת אותות במהירות גבוהה. לבסוף, קיבול הנגד או שיטת חרוז הפריט שימשו להפחתת הנזק לאות.

9. כיצד פותרים את הסתירה בין חיווט ידני לחיווט אוטומטי של אותות במהירות גבוהה?

כיום, רוב מכשירי הכבלים האוטומטיים בתוכנת כבלים חזקה הציבו אילוצים לשליטה על מצב הסלילה והמספר החורים. חברות EDA משתנות לעתים רבות בהגדרת היכולות והאילוצים של מנועים מתפתלים. לדוגמה, האם יש מספיק אילוצים לשליטה על האופן שבו מתפתלים קווים serpenTIne, האם יש מספיק אילוצים לשליטה על המרווח בין זוגות ההבדלים וכו ‘. זה ישפיע אם החיווט האוטומטי מהחיווט יכול להתאים לרעיון המעצב. בנוסף, הקושי בהתאמת חיווט ידני קשור בהחלט גם ליכולת המנוע המתפתל. לדוגמה, יכולת דחיפת החוט, דרך כושר הדחיפה של החור, ואפילו החוט על כושר הדחיפה של ציפוי הנחושת וכן הלאה. לכן, בחר בכבל בעל יכולת מנוע מתפתלת חזקה, זו הדרך לפתור.

10. אודות קופון מבחן.

קופון הבדיקה משמש למדידה האם העכבה האופיינית ללוח ה- PCB PRODUCED עומדת בדרישות העיצוב באמצעות Time Domain Reflectometer (TDR). באופן כללי, עכבת השליטה היא קו יחיד והפרש של שני מקרים. לכן, רוחב הקו ומרווח הקווים (אם הפרש) בקופון הבדיקה צריכים להיות זהים לקו הנשלט. הדבר החשוב ביותר הוא המיקום של נקודת ההארקה. על מנת להפחית את ערך ההשראות של עופרת קרקע, נקודת הקרקע של בדיקה TDR בדרך כלל קרובה מאוד לקצה הבדיקה. לכן, המרחק ושיטת מדידת נקודת האות ונקודת הארקה על קופון הבדיקה צריכים להתאים לחיישנית המשומשת.

11. בעיצוב PCB במהירות גבוהה, השטח הריק של שכבת האות יכול להיות מצופה בנחושת, וכיצד ניתן להפיץ מצופה נחושת על הארקה ואספקת החשמל של שכבות אות מרובות?

באופן כללי בשטח הריק ציפוי נחושת רוב המקרה מקורקע. רק שימו לב למרחק בין נחושת לקו האות כאשר מוחל נחושת ליד קו האות המהיר, מכיוון שהנחושת המופחת תפחית את העכבה האופיינית לקו. כמו כן, היזהר לא להשפיע על העכבה האופיינית לשכבות אחרות, כמו במבנה החשפני הכפול.

12. האם ניתן להשתמש בקו האות מעל מטוס אספקת החשמל לחישוב העכבה האופיינית באמצעות מודל קו המיקרופסים? האם ניתן לחשב את האות בין ספק הכוח למטוס הקרקע באמצעות מודל קו סרט?

כן, יש להתייחס הן למטוס הכוח והן למישור הקרקע כמטוסי התייחסות בעת חישוב העכבה האופיינית. לדוגמה, לוח בעל ארבע שכבות: שכבה עליונה-שכבת כוח-שכבה-שכבה תחתונה. במקרה זה, המודל של העכבה האופיינית לחיווט בשכבה העליונה הוא מודל קו מיקרו עם רצועת חשמל כמטוס התייחסות.

13. האם נקודות בדיקה שנוצרות אוטומטית על ידי תוכנה על PCB בצפיפות גבוהה יכולות לעמוד בדרישות הבדיקה של ייצור המוני באופן כללי?

האם נקודות הבדיקה שנוצרות באופן אוטומטי על ידי תוכנה כללית יכולות לענות על צרכי הבדיקה תלויה אם מפרטי נקודות הבדיקה הנוספות עומדות בדרישות מכונת הבדיקה. בנוסף, אם החיווט צפוף מדי והמפרט של הוספת נקודות בדיקה קפדניות, יתכן שלא תוכל להוסיף נקודות בדיקה אוטומטית לכל קטע של הקו, כמובן שתצטרך להשלים את מקום הבדיקה באופן ידני.

14. האם הוספת נקודות הבדיקה תשפיע על איכות האותות המהירים?

האם זה משפיע על איכות האות תלוי באופן הוספת נקודות הבדיקה ובאיזו מהירות האות. בעצם, ניתן להוסיף לקו נקודות מבחן נוספות (לא באמצעות או סיכת DIP כנקודות בדיקה) או להוציא אותן מהקו. הראשון שווה ערך להוספת קבל קטן מאוד על הקו, השני הוא ענף נוסף. לשני התנאים הללו יש השפעה פחות או יותר על אותות במהירות גבוהה, ומידת ההשפעה קשורה למהירות התדר וקצב האות של האות. ניתן להשיג את ההשפעה באמצעות סימולציה. באופן עקרוני, ככל שנקודת הבדיקה קטנה יותר, כך טוב יותר (כמובן, כדי לעמוד בדרישות מכונת הבדיקה) ככל שהענף קצר יותר, כך ייטב.

15. מספר מערכות PCB, כיצד לחבר את הקרקע בין הלוחות?

כאשר האות או אספקת החשמל בין כל לוח PCB מחוברים זה לזה, למשל, ללוח יש ספק כוח או אות ללוח B, חייבת להיות כמות שווה של זרם מהרצפה בחזרה ללוח A (זהו קירצ’וף החוק הנוכחי). הזרם בשכבה זו ימצא את דרכו חזרה לעכבה הנמוכה ביותר. לכן מספר הפינים שהוקצה לתצורת לא צריך להיות נמוך מדי בכל ממשק, חיבור לחשמל או לאות, כדי להפחית את העכבה ובכך להפחית את רעשי היווצרות. כמו כן, ניתן לנתח את כל לולאת הזרם, במיוחד את החלק הגדול יותר של הזרם, ולהתאים את חיבור הקרקע או הקרקע כדי לשלוט על זרימת הזרם (למשל, כדי ליצור עכבה נמוכה במקום אחד כך שרובם של הזרם זורם דרך המקום הזה), ומפחית את ההשפעה על אותות רגישים יותר.