site logo

PCB രൂപകൽപ്പനയിൽ PCB ലൈൻ വീതിയുടെ പ്രാധാന്യം

ലൈനിന്റെ വീതി എന്താണ്?

അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കാം. കൃത്യമായി ട്രെയ്സ് വീതി എന്താണ്? ഒരു പ്രത്യേക ട്രെയ്സ് വീതി വ്യക്തമാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്? ഇതിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം പിസിബി ഒരു നോഡിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ഏതെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നൽ (അനലോഗ്, ഡിജിറ്റൽ അല്ലെങ്കിൽ പവർ) ബന്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് വയറിംഗ്.

ഒരു നോഡ് ഒരു ഘടകത്തിന്റെ പിൻ ആകാം, ഒരു വലിയ ട്രേസിന്റെയോ വിമാനത്തിന്റെയോ ഒരു ശാഖ, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ഒഴിഞ്ഞ പാഡ് അല്ലെങ്കിൽ പരിശോധനയ്ക്കുള്ള ടെസ്റ്റ് പോയിന്റ്. ട്രെയ്സ് വീതി സാധാരണയായി അളക്കുന്നത് മില്ലുകളിലോ ആയിരക്കണക്കിന് ഇഞ്ചുകളിലോ ആണ്. സാധാരണ സിഗ്നലുകൾക്കുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് വയറിംഗ് വീതികൾ (പ്രത്യേക ആവശ്യകതകളില്ല) 7-12 മിൽ പരിധിയിൽ നിരവധി ഇഞ്ച് നീളമുണ്ടാകാം, പക്ഷേ വയറിംഗ് വീതിയും നീളവും നിർവ്വചിക്കുമ്പോൾ പല ഘടകങ്ങളും പരിഗണിക്കണം.

ipcb

ആപ്ലിക്കേഷൻ സാധാരണയായി പിസിബി രൂപകൽപ്പനയിൽ വയറിംഗ് വീതിയും വയറിംഗ് തരവും നയിക്കുന്നു, ചില ഘട്ടങ്ങളിൽ, സാധാരണയായി പിസിബി നിർമ്മാണ ചെലവ്, ബോർഡ് സാന്ദ്രത/വലുപ്പം, പ്രകടനം എന്നിവ സന്തുലിതമാക്കുന്നു. സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ, ശബ്ദം അല്ലെങ്കിൽ കപ്ലിംഗ് അടിച്ചമർത്തൽ, അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന കറന്റ്/വോൾട്ടേജ് എന്നിവ പോലുള്ള നിർദ്ദിഷ്ട ഡിസൈൻ ആവശ്യകതകൾ ബോർഡിന് ഉണ്ടെങ്കിൽ, വെറും ഒരു പിസിബിയുടെ അല്ലെങ്കിൽ മൊത്തത്തിലുള്ള ബോർഡ് വലുപ്പത്തിന്റെ ഉൽപാദനച്ചെലവ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനേക്കാൾ വീതിയും ട്രേസിന്റെ തരവും കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു.

പിസിബി നിർമ്മാണത്തിലെ വയറിംഗുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സ്പെസിഫിക്കേഷൻ

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

പിസിബി സ്പേസ് എടുക്കൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഡിസൈനുകൾ, അതായത് വളരെ നല്ല സ്പെയ്സ്ഡ് ബിജിഎ അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന സിഗ്നൽ കൗണ്ട് പാരലൽ ബസുകൾ, 2.5 മിൽ ലൈൻ വീതിയും 6 മില്ലീമീറ്റർ വരെ വ്യാസമുള്ള പ്രത്യേക തരം ത്രൂ-ഹോളുകളും ആവശ്യമാണ്. ലേസർ തുളച്ച മൈക്രോത്രൂ-ദ്വാരങ്ങൾ പോലെ. നേരെമറിച്ച്, ചില ഉയർന്ന പവർ ഡിസൈനുകൾക്ക് വളരെ വലിയ വയറിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ വിമാനങ്ങൾ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം, മുഴുവൻ പാളികളും കഴിക്കുകയും നിലവാരത്തേക്കാൾ കട്ടിയുള്ള ounൺസ് ഒഴിക്കുകയും ചെയ്യും. സ്ഥല പരിമിതികളുള്ള പ്രയോഗങ്ങളിൽ, നിരവധി പാളികൾ അടങ്ങിയ വളരെ നേർത്ത പ്ലേറ്റുകളും അര ounൺസിന്റെ (0.7 മില്ലി കനം) പരിമിതമായ ചെമ്പ് കാസ്റ്റിംഗ് കനം ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം.

മറ്റ് സന്ദർഭങ്ങളിൽ, ഒരു പെരിഫറലിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് അതിവേഗ ആശയവിനിമയത്തിനുള്ള ഡിസൈനുകൾക്ക് നിയന്ത്രിത പ്രതിരോധവും നിർദ്ദിഷ്ട വീതിയും ഉള്ള വയറിംഗും പ്രതിഫലനവും ഇൻഡക്റ്റീവ് കപ്ലിംഗും കുറയ്ക്കുന്നതിന് പരസ്പരം ഇടവേള ആവശ്യമാണ്. അല്ലെങ്കിൽ ബസിലെ മറ്റ് പ്രസക്തമായ സിഗ്നലുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിന് ഡിസൈനിന് ഒരു നിശ്ചിത ദൈർഘ്യം ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ചില സുരക്ഷാ സവിശേഷതകൾ ആവശ്യമാണ്, അതായത് ആർക്കിംഗ് തടയുന്നതിന് രണ്ട് തുറന്ന ഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നലുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം കുറയ്ക്കുക. സവിശേഷതകളോ സവിശേഷതകളോ പരിഗണിക്കാതെ, നിർവചനങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നത് പ്രധാനമാണ്, അതിനാൽ നമുക്ക് വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാം.

വിവിധ വയറിംഗ് വീതിയും കനവും

PCBS typically contain a variety of line widths, as they depend on signal requirements. പൊതുവായ ഉദ്ദേശ്യമുള്ള ടിടിഎൽ (ട്രാൻസിസ്റ്റർ-ട്രാൻസിസ്റ്റർ ലോജിക്) ലെവൽ സിഗ്നലുകൾക്കാണ് മികച്ച ട്രെയ്സുകൾ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഉയർന്ന കറന്റ് അല്ലെങ്കിൽ ശബ്ദ സംരക്ഷണത്തിന് പ്രത്യേക ആവശ്യകതകളില്ല.

ബോർഡിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ വയറിംഗ് തരങ്ങളായിരിക്കും ഇവ.

നിലവിലെ വഹിക്കാനുള്ള ശേഷിക്ക് കട്ടിയുള്ള വയറിംഗ് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഫാനുകൾ, മോട്ടോറുകൾ, താഴ്ന്ന ലെവൽ ഘടകങ്ങളിലേക്ക് പതിവ് പവർ ട്രാൻസ്ഫറുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ഉയർന്ന പവർ ആവശ്യമുള്ള പെരിഫറലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ പവർ സംബന്ധമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. ചിത്രത്തിന്റെ മുകളിൽ ഇടത് ഭാഗം 90 of ന്റെ പ്രതിരോധ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഒരു നിശ്ചിത അകലവും വീതിയും നിർവ്വചിക്കുന്ന ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നൽ (USB ഹൈ-സ്പീഡ്) കാണിക്കുന്നു. ആറ് പാളികളുള്ളതും നേർത്ത വയറിംഗ് ആവശ്യമായ BGA (ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേ) അസംബ്ലി ആവശ്യമുള്ളതുമായ അല്പം സാന്ദ്രമായ സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് ചിത്രം 2 കാണിക്കുന്നു.

പിസിബി ലൈൻ വീതി എങ്ങനെ കണക്കുകൂട്ടാം?

ഒരു പവർ ഘടകത്തിൽ നിന്ന് ഒരു പെരിഫറൽ ഉപകരണത്തിലേക്ക് കറന്റ് കൈമാറുന്ന ഒരു പവർ സിഗ്നലിനായി ഒരു നിശ്ചിത ട്രേസ് വീതി കണക്കാക്കുന്ന പ്രക്രിയയിലൂടെ നമുക്ക് കടന്നുപോകാം. ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, ഒരു DC മോട്ടോറിനുള്ള പവർ പാത്തിന്റെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ലൈൻ വീതി ഞങ്ങൾ കണക്കാക്കും. പവർ പാത ഫ്യൂസിൽ ആരംഭിക്കുന്നു, എച്ച്-ബ്രിഡ്ജ് (ഡിസി മോട്ടോർ വിൻഡിംഗുകളിലൂടെ വൈദ്യുതി കൈമാറ്റം നിയന്ത്രിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഘടകം) മറികടന്ന് മോട്ടോറിന്റെ കണക്റ്ററിൽ അവസാനിക്കുന്നു. ഒരു ഡിസി മോട്ടോറിന് ആവശ്യമായ ശരാശരി തുടർച്ചയായ പരമാവധി കറന്റ് ഏകദേശം 2 ആമ്പിയറാണ്.

ഇപ്പോൾ, പിസിബി വയറിംഗ് ഒരു റെസിസ്റ്ററായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കൂടാതെ നീളവും ഇടുങ്ങിയതുമായ വയറിംഗ്, കൂടുതൽ പ്രതിരോധം ചേർക്കുന്നു. വയറിംഗ് ശരിയായി നിർവചിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിൽ, ഉയർന്ന വൈദ്യുതധാര വയറിംഗിന് കേടുവരുത്തുകയും കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ മോട്ടറിന് ഗണ്യമായ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും (വേഗത കുറയുന്നതിന്റെ ഫലമായി). സാധാരണ പ്രവർത്തന സമയത്ത് 1 ounൺസ് ചെമ്പ് ഒഴിക്കൽ, temperatureഷ്മാവ് എന്നിവ പോലുള്ള ചില പൊതുവായ അവസ്ഥകൾ ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുകയാണെങ്കിൽ, മിനിമം ലൈൻ വീതിയും ആ വീതിയിൽ പ്രതീക്ഷിക്കുന്ന മർദ്ദം കുറയലും ഞങ്ങൾ കണക്കാക്കേണ്ടതുണ്ട്.

പിസിബി കേബിൾ സ്പേസിംഗും നീളവും

അതിവേഗ ആശയവിനിമയങ്ങളുള്ള ഡിജിറ്റൽ ഡിസൈനുകൾക്ക്, ക്രോസ്‌സ്റ്റാക്ക്, കപ്ലിംഗ്, റിഫ്ലക്ഷൻ എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്നതിന് നിർദ്ദിഷ്ട അകലവും ക്രമീകരിച്ച ദൈർഘ്യവും ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. ഈ ആവശ്യത്തിനായി, ചില സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ യുഎസ്ബി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സീരിയൽ ഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നലുകളും റാം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സമാന്തര ഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നലുകളുമാണ്. സാധാരണഗതിയിൽ, USB 2.0 യ്ക്ക് 480Mbit/s (USB ഹൈ സ്പീഡ് ക്ലാസ്) അല്ലെങ്കിൽ അതിലും ഉയർന്ന ഡിഫറൻഷ്യൽ റൂട്ടിംഗ് ആവശ്യമാണ്. ഹൈ സ്പീഡ് യുഎസ്ബി സാധാരണയായി വളരെ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജുകളിലും വ്യത്യാസങ്ങളിലും പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് മൊത്തത്തിലുള്ള സിഗ്നൽ ലെവൽ പശ്ചാത്തല ശബ്ദത്തിലേക്ക് അടുപ്പിക്കുന്നു.

ഹൈ-സ്പീഡ് യുഎസ്ബി കേബിളുകൾ റൂട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട മൂന്ന് പ്രധാന കാര്യങ്ങളുണ്ട്: വയർ വീതി, ലീഡ് സ്പേസിംഗ്, കേബിൾ ദൈർഘ്യം.

ഇവയെല്ലാം പ്രധാനമാണ്, എന്നാൽ ഈ മൂന്ന് വരികളിൽ ഏറ്റവും നിർണായകമായത് രണ്ട് വരികളുടെ ദൈർഘ്യം കഴിയുന്നത്ര പൊരുത്തപ്പെടുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പുവരുത്തുക എന്നതാണ്. 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 ഓം പൊരുത്തമുള്ള പ്രതിരോധം ഡിഫറൻഷ്യൽ ജോഡി വയറിംഗിനുള്ള ഒരു പൊതു സവിശേഷതയാണ്. ഈ ലക്ഷ്യം നേടാൻ, റൂട്ടിംഗ് വീതിയിലും അകലത്തിലും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യണം.

5 മിൽ ഇടവേളകളിൽ 12 മിൽ വൈഡ് വയറിംഗ് ഉൾക്കൊള്ളുന്ന അതിവേഗ യുഎസ്ബി ഇന്റർഫേസുകൾ വയറിംഗ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ ജോഡിയുടെ ഒരു ഉദാഹരണം ചിത്രം 15 കാണിക്കുന്നു.

Interfaces for memory-based components that contain parallel interfaces will be more constrained in terms of wire length. മിക്ക ഹൈ-എൻഡ് പിസിബി ഡിസൈൻ സോഫ്‌റ്റ്‌വെയറുകൾക്കും സമാന്തര ബസിലെ പ്രസക്തമായ എല്ലാ സിഗ്നലുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിന് ലൈൻ ലെങ്ത് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്ന ദൈർഘ്യ ക്രമീകരണ ശേഷി ഉണ്ടായിരിക്കും. ദൈർഘ്യം ക്രമീകരിക്കുന്ന വയറിംഗുള്ള ഒരു DDR6 ലേoutട്ടിന്റെ ഒരു ഉദാഹരണം ചിത്രം 3 കാണിക്കുന്നു.

നിലം പൂരിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ അടയാളങ്ങളും വിമാനങ്ങളും

വയർലെസ് ചിപ്പുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ആന്റിനകൾ പോലുള്ള ശബ്ദ-സെൻസിറ്റീവ് ഘടകങ്ങളുള്ള ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് കുറച്ച് അധിക പരിരക്ഷ ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. ഉൾച്ചേർത്ത ഗ്രൗണ്ട് ഹോളുകളുള്ള വയറിംഗും വിമാനങ്ങളും രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നത് സമീപത്തുള്ള വയറിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ വിമാനം തിരഞ്ഞെടുക്കൽ, ബോർഡിന്റെ അരികുകളിലേക്ക് ഇഴയുന്ന ഓഫ്-ബോർഡ് സിഗ്നലുകൾ എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്നതിന് വളരെയധികം സഹായിക്കും.

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. മറ്റ് ഓൺബോർഡ് സർക്യൂട്ടുകളിൽ നിന്നും വിമാനങ്ങളിൽ നിന്നും ആന്റിനയെ ഒറ്റപ്പെടുത്താൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.

This alternative method of routing through the ground can be used to protect the board circuit from external off-board wireless signals. ബോർഡിന്റെ പരിധിക്കരികിൽ ഒരു ഗ്രൗണ്ട്ഡ് ത്രൂ-ഹോൾ ഉൾച്ചേർത്ത തലം ഉള്ള ഒരു ശബ്ദ-സെൻസിറ്റീവ് പിസിബി ചിത്രം 8 കാണിക്കുന്നു.

PCB വയറിംഗിനുള്ള മികച്ച രീതികൾ

പിസിബി ഫീൽഡിന്റെ വയറിംഗ് സവിശേഷതകൾ പല ഘടകങ്ങളും നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അതിനാൽ നിങ്ങളുടെ അടുത്ത പിസിബി വയറിംഗ് ചെയ്യുമ്പോൾ മികച്ച രീതികൾ പിന്തുടരുന്നത് ഉറപ്പാക്കുക, കൂടാതെ പിസിബി ഫാബ് ചെലവ്, സർക്യൂട്ട് സാന്ദ്രത, മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനം എന്നിവ തമ്മിൽ ഒരു ബാലൻസ് നിങ്ങൾ കണ്ടെത്തും.