Naon lébarna garis?

Hayu urang mimitian ku dasar-dasarna. Naon kahayang téh lébar ngambah? Naha penting pikeun nangtoskeun lébar lacak khusus? Tujuan na PCB kabel nyaéta pikeun nyambungkeun jinis sinyal listrik naon waé (analog, digital atanapi kakuatan) tina hiji titik kana anu sanés.

Simpul tiasa janten pin tina komponén, cabang tina tilas atanapi pesawat anu langkung ageung, atanapi pad kosong atanapi titik uji pikeun usik. Lebar lacak biasana diukur dina mils atanapi rébuan inci. Lebar kabel standar pikeun sinyal biasa (henteu aya sarat khusus) tiasa panjang sababaraha inci dina kisaran 7-12 mils, tapi seueur faktor anu kedah diperhatoskeun nalika nangtoskeun lébar sareng panjang kabelna.

Aplikasi biasana nyorong lebar kabel sareng jinis kabel dina desain PCB sareng, dina sababaraha waktos, biasana nyaimbangkeun biaya pembuatan PCB, kapadetan / ukuran, sareng kinerja. Upami dewan gaduh syarat desain khusus, sapertos optimasi kecepatan, noise atanapi suprési gandeng, atanapi arus / voltase tinggi, lebar sareng jinis tilas tiasa langkung penting tibatan ngaoptimalkeun biaya produksi PCB bulistir atanapi ukuran dewan sacara umum.

Spésifikasi anu aya hubunganana sareng kabel dina pabrik PCB

Ilaharna, spésifikasi ieu patali sareng kabel mimiti ningkatkeun biaya ngadamel PCBS bulistir.

Kusabab kasabaran PCB anu langkung ketat sareng alat-alat anu diperyogikeun pikeun pembuatan, pamariksaan atanapi uji coba PCBS, biayana janten rada luhur:

L lebar lacak kirang ti 5 mil (0.005 inci.)

L ngambah jarak kirang ti 5 mils

L Ngaliwatan liang kirang ti 8 mil diaméterna

L ketebalan lacak kirang atanapi sami sareng 1 ons (sami sareng 1.4 mils)

L Pasangan diferensial sareng dikawasa panjang atanapi impedansi kabel

Desain kapadetan tinggi anu ngahijikeun PCB space taking, sapertos BGA anu jarakna pas pisan atanapi count signal high bus beus, tiasa meryogikeun garis lebar 2.5 mil, ogé jinis khusus liwat-hole kalayan diaméterna dugi ka 6 mil, sapertos sakumaha laser dibor microthrough-liang. Sabalikna, sababaraha desain kakuatan tinggi tiasa meryogikeun kabel atanapi pesawat anu ageung pisan, nyéépkeun sakumna lapisan sareng tuang ons anu langkung kentel tibatan standar. Dina aplikasi anu dibatesan ruang, pelat ipis pisan ngandung sababaraha lapisan sareng ketebalan casting tambaga terbatas satengah ons (ketebalan 0.7 mil) tiasa diperyogikeun.

Dina kasus anu sanés, desain pikeun komunikasi gancang-gancang tina hiji periferal ka anu sanés tiasa meryogikeun kabel sareng impedansi anu dikawasa sareng lébar khusus sareng jarak antara silih pikeun ngirangan réfléksi sareng gandeng induktif. Atanapi desain tiasa meryogikeun panjang anu tangtu pikeun cocog sareng sinyal anu aya hubunganana dina beus. Aplikasi tegangan tinggi meryogikeun fitur kaamanan anu tangtu, sapertos ngaminimalkeun jarak antara dua sinyal diferensial anu kakeunaan pikeun nyegah panahan. Paduli ciri atanapi fitur, nyukcruk definisi penting, janten hayu urang ngajajah sababaraha aplikasi.

Rupa-rupa lébar sareng kandel kabelna

PCBS biasana ngandung rupa-rupa lébar garis, sabab éta gumantung kana sarat sinyal (tingali Gambar 1). Lacak anu langkung saé anu ditembongkeun kanggo sinyal tingkat TTL (transistor-transistor logika) umum-tujuan sareng teu ngagaduhan syarat khusus kanggo panyalindungan arus tinggi atanapi noise.

Ieu bakal janten jinis kabel anu paling umum dina papan.

Kabel kandel parantos dioptimalkeun pikeun kapasitas mawa ayeuna sareng tiasa dianggo pikeun périferal atanapi fungsi anu aya hubunganana sareng kakuatan anu peryogi kakuatan langkung luhur, sapertos kipas, motor, sareng mindahkeun kakuatan biasa kana komponén tingkat handap. Bagian kénca luhur gambar bahkan nunjukkeun sinyal diferensial (USB-speed-speed) anu ngahartikeun jarak sareng lébar khusus pikeun nyumponan sarat impedansi 90. Gambar 2 nunjukkeun papan sirkuit anu langkung padet anu ngagaduhan genep lapisan sareng meryogikeun majelis BGA (ball grid array) anu peryogi sambungan kabel anu langkung saé.

Kumaha cara ngitung lebar garis PCB?

Hayu urang ngaléngkah prosés ngitung lebar tilas tangtu pikeun sinyal kakuatan anu mindahkeun arus tina komponén kakuatan kana alat periferal. Dina conto ieu, urang bakal ngitung lebar garis minimum jalur kakuatan pikeun motor DC. Jalur listrik dimimitian di sekering, nyebrang H-sasak (komponén anu digunakeun pikeun ngatur transmisi listrik dina péngkolan motor DC), sareng ditamatkeun dina konektor motor. Rata-rata arus maksimum kontinyu anu diperyogikeun ku motor DC sakitar 2 ampere.

Ayeuna, kabel PCB bertindak salaku résistor, sareng langkung lami sareng langkung sempit kabelna, langkung seueur résistansi ditambih. Upami kabel henteu ditetepkeun leres, arus anu luhur tiasa ngarusak kabel sareng / atanapi nyababkeun turunna tegangan anu signifikan kana motor (hasilna ngirangan kagancangan). NetC21_2 dipidangkeun dina Gambar 3 panjangna sakitar 0.8 inci sareng kedah mawa arus maksimal 2 ampere. Upami urang nganggap sababaraha kaayaan umum, sapertos 1 ons tuang tambaga sareng suhu kamar nalika operasi normal, urang kedah ngitung lebar garis minimum sareng tekanan anu diperkirakeun turun dina lébar éta.

Kumaha ngitung résistansi kabel PCB?

Persamaan ieu dipaké pikeun area tilas:

Area [Mils ²] = (ayeuna [Amps] / (K * (Temp_Rise [° C]) ^ b)) ^ (1 / C), anu nuturkeun kriteria lapisan luar IPC (atanapi luhur / handap), k = 0.048, b = 0.44, C = 0.725. Catet yén hiji-hijina variabel anu urang kedah lebetkeun nyaéta arus.

Ngagunakeun daérah ieu dina persamaan ieu bakal masihan kami rubak anu diperyogikeun anu nyaritakeun lebar garis anu diperyogikeun pikeun nyandak arus tanpa aya masalah poténsial:

Lebar [Mil] = daérah [Mil ^ 2] / (kandel [oz] * 1.378 [mils / oz]), dimana 1.378 aya hubunganana sareng standar 1 oz ketebalan tuang.

Ku ngalebetkeun 2 ampere arus kana itungan di luhur, urang kéngingkeun minimum 30 mil kabel.

Tapi éta henteu nyarioskeun kami naon anu bakal turunna tegangan. Ieu langkung kalibet sabab kedah ngitung résistansi kawat, anu tiasa dilakukeun numutkeun rumus anu dipidangkeun dina Gambar 4.

Dina rumus ieu, ρ = resistivitas tambaga, α = koefisien suhu tambaga, T = tilas kandel, W = lacak lega, L = panjang tilas, T = suhu. Upami sadaya nilai anu relevan dilebetkeun kana 0.8 “panjang lebar 30mil, urang mendakan yén résistansi kabel sakitar 0.03? Sareng éta nurunkeun voltase sakitar 26mV, anu saé pikeun aplikasi ieu. Éta mangpaat pikeun terang naon anu mangaruhan nilai-nilai ieu.

Jarak kabel PCB sareng panjangna

Pikeun desain digital kalayan komunikasi gancang, jarak spésifik sareng panjang anu disaluyukeun tiasa diperyogikeun pikeun ngirangan crosstalk, kopling, sareng refleksi. Pikeun tujuan ieu, sababaraha aplikasi umum nyaéta sinyal diferensial sérial basis USB sareng sinyal diferensial paralel berbasis RAM. Ilaharna, USB 2.0 bakal meryogikeun ruteu diferensial dina 480Mbit / s (kelas kecepatan tinggi USB) atanapi langkung luhur. Ieu sabagean kusabab USB-speed tinggi biasana dioperasikeun dina voltase sareng bédana anu jauh langkung handap, dina tingkat sinyal sacara umum langkung caket kana noise latar.

Aya tilu hal penting anu kedah diperhatoskeun nalika ngalirkeun kabel USB-gancang: lébar kawat, jarak timbel, sareng panjang kabel.

Sadaya ieu penting, tapi anu paling kritis tina tilu nyaéta pastikeun panjang dua garis cocog saloba mungkin. Salaku aturan umum pikeun jempol, upami panjang kabelna saling béda-béda ku henteu langkung ti 50 mil (kanggo USB-gancang), ieu sacara signifikan ningkatkeun résiko réfléksi, anu tiasa ngahasilkeun komunikasi anu goréng. Impedansi cocog 90 ohm mangrupikeun spésifikasi umum pikeun kabel pasangan diferensial. Pikeun ngahontal tujuan ieu, pangarahan kedah dioptimalkeun dina lébar sareng jarak.

Gambar 5 nunjukkeun conto pasangan diferensial pikeun kabel interfaces USB kecepatan tinggi anu ngandung kabel 12 mil lega dina interval 15 mil.

Antarbeungeut pikeun komponén dumasar-mémori anu ngandung antar muka paralel (sapertos DDR3-SDRAM) bakal langkung kakendelan dina hal panjang kawat. Kaseueuran perangkat lunak desain PCB high-end ngagaduhan kapabilitas penyesuaian panjang anu ngaoptimalkeun panjang garis pikeun cocog sareng sadaya sinyal anu aya hubunganana dina beus paralel. Gambar 6 nunjukkeun conto tata perenah DDR3 kalayan kabel pangaturan panjang.

Lacak sareng pesawat ngeusian taneuh

Sababaraha aplikasi sareng komponén sénsitip noise, sapertos chip nirkabel atanapi anteneu, panginten peryogi panyalindungan tambahan sakedik. Ngadesain kabel sareng pesawat sareng liang taneuh anu dipasang tiasa ngabantosan pisan pikeun ngaleutikan gandeng caket atanapi pesawat nyokot sareng sinyal off-board anu nyusup kana ujung papan.

Gambar 7 nunjukkeun conto modul Bluetooth ditempatkeun caket pelatna, kalayan anteneu na (via layar dicitak tanda “ANT”) diluar garis kandel anu ngandung liang liwat anu dipasang dina formasi taneuh. Ieu ngabantosan ngasingkeun anténeu tina sirkuit sareng pesawat anu sanés.

Cara alternatip ieu pikeun ngalirkeun taneuh (dina hal ieu pesawat poligonal) tiasa dianggo pikeun ngajagaan sirkuit dewan tina sinyal nirkabel luar-luar éksternal. Gambar 8 nunjukkeun PCB anu peka-noise kalayan pesawat anu ditempelkeun ngalangkungan liang sapanjang periphery dewan.

Prakték pangsaéna pikeun kabel PCB

Seueur faktor anu nangtoskeun karakteristik sambungan kabel di lapangan PCB, janten pastikeun anjeun nuturkeun prakték pangsaéna nalika kabel PCB anjeun salajengna, sareng anjeun bakal mendakan kasaimbangan antara biaya PCB fab, kapadetan sirkuit, sareng kinerja sadayana.