Apa jembaré garis?

Ayo diwiwiti kanthi dhasar. Apa sejatine ambane tilak? Napa penting kanggo nemtokake jembaré tilak tartamtu? Tujuane saka PCB kabel yaiku nyambungake jinis sinyal listrik (analog, digital utawa listrik) saka siji simpul menyang liyane.

Simpul bisa dadi pin komponen, cabang saka jejak utawa pesawat sing luwih gedhe, utawa pad kosong utawa titik uji coba kanggo panelitian. Ambane jejak biasane diukur kanthi mil utawa ewonan inci. Jembar kabel standar kanggo sinyal biasa (ora ana syarat khusus) bisa dawa sawetara inci ing kisaran 7-12 mil, nanging akeh faktor sing kudu dipikirake nalika nemtokake jembar lan dawa kabel.

Aplikasi biasane drive jembaré kabel lan jinis kabel ing desain PCB lan, ing sawetara wektu, biasane saldo biaya produksi PCB, kapadhetan / ukuran, lan kinerja. Yen dewan duwe syarat desain khusus, kayata optimasi kacepetan, gangguan swara utawa kopling, utawa arus / voltase sing dhuwur, jembar lan jinis tilak bisa uga luwih penting tinimbang ngoptimalake biaya produksi PCB kosong utawa ukuran papan sakabehe.

Spesifikasi sing ana gandhengane karo kabel ing manufaktur PCB

Biasane, spesifikasi ing ngisor iki sing ana gandhengane karo kabel wiwit nambah biaya pabrik PCBS kosong.

Amarga toleransi PCB sing luwih ketat lan peralatan mewah sing dibutuhake kanggo pabrik, mriksa utawa nyoba PCBS, mula biayane saya akeh:

L Lebar jejak kurang saka 5 mil (0.005 inci.)

L Jarak jarak kurang saka 5 mil

L Liwat bolongan kurang saka 8 mil diameteripun

L Ketebalan jejak kurang saka utawa padha karo 1 ons (padha karo 1.4 mil)

L Pasangan diferensial lan dawa kontrol utawa impedansi kabel

Desain kerapatan tinggi sing nggabungake njupuk ruang PCB, kayata BGA jarak sing apik banget utawa bis paralel count sinyal sing dhuwur, bisa mbutuhake jembaré 2.5 mil, uga jinis khusus bolongan kanthi diameter nganti 6 mil, kayata minangka bolongan microthrough laser dilatih. Kosok baline, sawetara desain daya dhuwur bisa uga mbutuhake kabel utawa pesawat sing gedhe banget, ngonsumsi kabeh lapisan lan tuangkan ons sing luwih kenthel tinimbang standar. Ing aplikasi sing diwatesi ruang, piring sing lancip banget sing ngemot pirang-pirang lapisan lan ketebalan casting tembaga winates setengah ons (kekandelan 0.7 mil) bisa uga dibutuhake.

Ing kasus liyane, desain komunikasi kanthi kecepatan dhuwur saka siji periferal menyang liyane bisa uga mbutuhake kabel kanthi impedansi sing dikontrol lan jembar tartamtu lan jarak antara siji liyane kanggo nyuda refleksi lan kopling induktif. Utawa desain bisa uga mbutuhake dawa tartamtu kanggo cocog karo sinyal sing relevan ing bis. Aplikasi voltase dhuwur mbutuhake fitur keamanan tartamtu, kayata minimalake jarak antarane rong sinyal diferensial sing kapapar kanggo nyegah panahan. Preduli saka ciri utawa fitur, nelusuri definisi iku penting, mula ayo njelajah macem-macem aplikasi.

Macem-macem jembaré lan kekandelan kabel

PCBS biasane ngemot macem-macem jembaré garis, amarga gumantung karo sarat sinyal (waca Gambar 1). Jejak sing luwih apik sing ditampilake yaiku kanggo sinyal level TTL (transistor-transistor-transistor) tujuan umum lan ora duwe syarat khusus kanggo proteksi arus utawa gangguan sing dhuwur.

Iki bakal dadi jinis kabel sing paling umum ing papan.

Kabel sing luwih kenthel wis dioptimalake kanggo kapasitas nggawa saiki lan bisa digunakake kanggo fungsi periferal utawa listrik sing mbutuhake tenaga sing luwih dhuwur, kayata penggemar, motor, lan transfer tenaga reguler menyang komponen level ngisor. Sisih kiwa ndhuwur gambar kasebut uga nuduhake sinyal diferensial (USB kecepatan dhuwur) sing nemtokake jarak lan jembar tartamtu kanggo memenuhi persyaratan impedansi 90. Gambar 2 nuduhake papan sirkuit sing luwih padhet sing duwe enem lapisan lan mbutuhake majelis BGA (bola grid) sing mbutuhake kabel sing luwih alus.

Kepiye cara ngetung jembaré PCB?

Ayo ngliwati proses ngitung jembaré tilas tartamtu kanggo sinyal listrik sing mindhah arus saka komponen daya menyang piranti periferal. Ing conto iki, kita bakal ngetung jembaré garis minimal dalan listrik kanggo motor DC. Jalur listrik diwiwiti ing sekring, nyebrang jembatan H (komponen sing digunakake kanggo ngatur transmisi listrik liwat gulungan motor DC), lan mungkasi ing konektor motor. Rata-rata arus maksimal terus-terusan sing dibutuhake motor DC udakara 2 ampere.

Saiki, kabel PCB minangka resistor, lan suwe saya suwe saya sempit, kabel tambah bakal ditambahake. Yen kabel ora ditetepake kanthi bener, arus sing dhuwur bisa uga ngrusak kabel lan / utawa nyebabake penurunan voltase sing signifikan ing motor (nyebabake nyuda kacepetan). NetC21_2 sing ditampilake ing Gambar 3 dawane udakara 0.8 inci lan kudu nggawa arus maksimal 2 ampere. Yen kita nganggep sawetara kahanan umum, kayata 1 ons pouring tembaga lan suhu kamar sajrone operasi normal, kita kudu ngetung jembaré garis minimal lan tekanan mudhun sing dikarepake.

Kepiye cara ngetung resistensi kabel PCB?

Persamaan ing ngisor iki digunakake kanggo area tilak:

Area [Mils ²] = (saiki [Amps] / (K * (Temp_Rise [° C]) ^ b)) ^ (1 / C), sing ngetutake kriteria lapisan njaba IPC (utawa ndhuwur / ngisor), k = 0.048, b = 0.44, C = 0.725. Elinga yen siji-sijine variabel sing kudu dilebokake yaiku arus.

Nggunakake wilayah iki ing persamaan ing ngisor iki bakal menehi jembaré sing dibutuhake kanggo ngandhani jembaré garis sing dibutuhake kanggo nggawa arus tanpa masalah potensial:

Jembar [Mils] = area [Mils ^ 2] / (kekandelan [oz] * 1.378 [mils / oz]), ing endi 1.378 ana gandhengane karo kekandelan curah 1 oz standar.

Kanthi masang 2 ampere arus menyang pitungan ing ndhuwur, kita entuk minimal 30 mil kabel.

Nanging iki ora ngandhani apa penurunan voltase sing bakal ditindakake. Iki luwih akeh amarga kudu ngetung resistensi kawat, sing bisa ditindakake miturut formula sing ditampilake ing Gambar 4.

Ing formula iki, ρ = resistivitas tembaga, α = koefisien suhu tembaga, T = nglukis tilas, W = jejak ambane, L = tilase dawa, T = suhu. Yen kabeh nilai sing relevan dilebokake menyang 0.8 “dawane 30mil, bisa ditemokake resistensi kabel udakara 0.03? Lan nyuda voltase udakara 26mV, sing cocog kanggo aplikasi iki. Mupangate ngerti apa sing mengaruhi nilai kasebut.

Jarak lan dawa kabel PCB

Kanggo desain digital kanthi komunikasi kecepatan tinggi, jarak tartamtu lan dawa sing diatur bisa uga dibutuhake kanggo nyilikake crosstalk, kopling, lan refleksi. Kanggo maksud iki, sawetara aplikasi umum yaiku sinyal diferensial serial adhedhasar USB lan sinyal diferensial paralel adhedhasar RAM. Biasane, USB 2.0 mbutuhake dalan diferensial ing 480Mbit / s (kelas kecepatan dhuwur USB) utawa luwih dhuwur. Iki sebabe amarga USB kanthi kecepatan tinggi biasane dioperasikake kanthi voltase lan beda sing luwih murah, nggawe level sinyal sakabehe luwih cedhak karo swara latar mburi.

Ana telung perkara penting sing kudu dipikirake nalika nuntun kabel USB kanthi kecepatan tinggi: jembaré kawat, jarak timah, lan dawa kabel.

Kabeh kasebut penting, nanging sing penting kanggo telung priksa manawa dawa saka rong garis kasebut bisa cocog. Minangka aturan umum, yen dawa kabel beda-beda, ora luwih saka 50 mil (kanggo USB kacepetan dhuwur), iki bisa nambah risiko refleksi, sing bisa nyebabake komunikasi sing kurang. Impedansi pencocokan 90 ohm minangka spesifikasi umum kanggo kabel pasangan diferensial. Kanggo nggayuh tujuan iki, nuntun kudu dioptimalake kanthi jembar lan jarak.

Gambar 5 nuduhake conto pasangan diferensial kanggo antarmuka USB kecepatan tinggi kabel sing ngemot kabel jembaré 12 mil ing interval 15 mil.

Antarmuka kanggo komponen adhedhasar memori sing ngemot antarmuka paralel (kayata DDR3-SDRAM) bakal luwih akeh dibatesi babagan dawa kawat. Piranti lunak desain PCB paling dhuwur duwe kemampuan nyetel dawa sing ngoptimalake dawa garis supaya cocog karo kabeh sinyal sing relevan ing bis paralel. Gambar 6 nuduhake conto tata letak DDR3 kanthi kabel penyesuaian dawa.

Ngambah lan pesawat ngisi lemah

Sawetara aplikasi kanthi komponen sensitif swara, kayata chip nirkabel utawa antena, bisa uga butuh proteksi ekstra. Ngrancang kabel lan pesawat kanthi bolongan lemah sing dipasang bisa mbantu nyilikake gandheng kabel utawa pesawat sing dipilih lan sinyal off-board sing nyusup ing pinggir papan.

Gambar 7 nuduhake conto modul Bluetooth sing diselehake ing cedhak pojok piring, kanthi antena (liwat layar sing dicithak “ANT”) ing njaba garis kandel sing ngemot bolongan liwat sing ana gandhengane karo formasi lemah. Iki mbantu ngisolasi antena saka sirkuit lan pesawat liyane.

Cara alternatif nuntun liwat lemah (ing kasus iki bidang poligonal) bisa digunakake kanggo nglindhungi sirkuit papan saka sinyal nirkabel off-board eksternal. Gambar 8 nuduhake PCB sensitif swara kanthi pesawat semat liwat bolongan sing ana ing sadawane pinggiran papan.

Praktik paling apik kanggo kabel PCB

Akeh faktor sing nemtokake karakteristik kabel ing lapangan PCB, dadi manawa sampeyan kudu ngetutake praktik paling apik nalika nyambungake PCB sabanjure, lan sampeyan bakal nemokake keseimbangan antara biaya PCB, kepadatan sirkuit, lan kinerja sakabehe.