في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور، يمكن النظر إلى التوجيه في ثلاثة مستويات عريضة. المستوى الأول هو الاتصال الأساسي. هذا هو المطلب الأساسي في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. إذا لم تتصل الشبكات، فلن يكون للوحة وظيفة أساسية. إذن فاللوحة عبارة عن خردة. لا تتحدث عن أشياء أخرى.
المستوى الثاني هو الأداء. هذا هو مقياس مدى جودة لوحة الدوائر المطبوعة. بعد التوجيه، يجب أن نفكر في كيفية الوصول إلى أفضل أداء. يجب أن نتجنب أنواع التداخل المختلفة. يجب علينا أيضًا الحفاظ على استقرار الإشارات ونظافتها.
المستوى الثالث هو المظهر. قد تكون الآثار متصلة وقد تظهر اللوحة أداءً كهربائيًا جيدًا، ولكن قد يبدو التصميم فوضويًا. في هذه الحالة، يجب أن نجعل التوجيه يبدو أنيقًا. يساعد التوجيه الأنيق في الاختبار والإصلاح لاحقًا. يُظهر التوجيه الأنيق أيضًا مهارات مهندس كبير.
كيفية التوجيه الجيد
يمكن أن تختلف طرق التوجيه كثيرًا. لتجنب المشاكل مثل الإشارات المنعكسة عندما تكون آثار المدخلات والمخرجات متقاربة ومتوازية، ولتجنب الاقتران الطفيلي عندما تكون الآثار على طبقتين متجاورتين متوازية يجب أن نفكر في العديد من العوامل. إذا كان التداخل قويًا بما فيه الكفاية، فقد لا تعمل اللوحة على الإطلاق. وفيما يلي بعض القواعد الموصى بها لتوجيه ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
تساعد هذه القاعدة في اختيار عدد طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. عندما يصل تردد الساعة إلى 5 ميجا هرتز أو عندما يكون زمن ارتفاع النبض أقل من 5 نانومترات، يجب أن تكون لوحة PCB لوحة متعددة الطبقات. هذه قاعدة شائعة.
في بعض الأحيان لا يزال الناس يختارون اللوح المكون من طبقتين بسبب التكلفة. إذا كنت تستخدم طبقتين، حاول استخدام جانب واحد كامل كطبقة أرضية صلبة. فهذا يساعد في الأداء.
قواعد أساسية رقمية وتناظرية مختلطة
تحتوي الآن العديد من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور على دارات رقمية وتناظرية. عند التوجيه، فكر في التداخل بينهما، وخاصة الضوضاء على الأرض. تعمل الدوائر الرقمية بتردد عالٍ. وغالباً ما تكون الدوائر التناظرية حساسة.
بالنسبة للإشارات، أبقِ آثار الترددات العالية بعيدة عن الأجزاء التناظرية الحساسة. بالنسبة للأرض، فإن ثنائي الفينيل متعدد الكلور بأكمله يحتوي على عقدة واحدة للعالم الخارجي. لذا يجب التعامل مع التأريض الرقمي والتناظري داخل اللوحة بعناية.
داخل اللوحة، غالباً ما تكون الأرضية الرقمية والأرضية التناظرية منفصلة وغير متصلة ببعضها البعض. يتصلان فقط عند النقطة التي يتصل فيها ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالعالم الخارجي، مثل الموصل. تأكد من وجود وصلة قصيرة بين الأرضية الرقمية والأرضية التناظرية في نقطة واحدة. قد تختار بعض الأنظمة عدم مشاركة التأريض على اللوحة. اتبع قرار تصميم النظام.
التعامل مع خيوط المكونات في المناطق النحاسية الكبيرة
غالبًا ما تلتقي المناطق النحاسية الأرضية أو مناطق الطاقة النحاسية الكبيرة بالعديد من خيوط المكونات. للتعامل مع خيوط الأجزاء يجب أن نوازن بين الأداء الكهربائي والتجميع.
من وجهة نظر كهربائية، يجب أن تكون الوسادة متصلة بالكامل بالنحاس للحصول على أفضل أداء. لكن الوسادات النحاسية الكاملة تخلق مشاكل في اللحام. وتشمل المشاكل ما يلي:
يحتاج اللحام إلى الكثير من الحرارة من مكواة اللحام.
من الأسهل الحصول على وصلات لحام باردة أو ضعيفة.
لتحقيق التوازن بين الاحتياجات الكهربائية والتصنيع، اصنع وسادات تخفيف حرارية. الشكل الشائع هو وسادة متقاطعة الشكل. وهذا ما يسمى التخفيف الحراري أو الوسادة الحرارية. وهي تساعد على اللحام عن طريق عزل الوسادة حرارياً عن الألواح النحاسية الكبيرة. تقلل الوسادات الحرارية من فرصة حدوث وصلات لحام باردة. قم بمعالجة الممرات المتصلة بطبقات الطاقة والطبقات الأرضية بنفس الطريقة في اللوحة متعددة الطبقات.
قواعد نظام الشبكة
يساعد نظام الشبكة الأرضية أو الشبكة الأرضية على تقليل محاثة التتبع ويعطي مسار عودة جيد لتيارات التردد اللاسلكي. لكن كن حذرًا مع كثافة الشبكة.
إذا كانت الشبكة كثيفة جدًا، سيكون هناك العديد من خطوات الشبكة الصغيرة. وهذا يولد الكثير من بيانات التخطيط. وهذا يحتاج إلى المزيد من التخزين ويبطئ أدوات التصميم بمساعدة الحاسوب. كما أن بعض مسارات الشبكة عديمة الفائدة لأنها مأخوذة بواسطة وسادات المكونات أو فتحات التركيب. إذا كانت الشبكة متناثرة للغاية، يصبح التوجيه صعبًا وينخفض نجاح التوجيه.
لذا اختر كثافة شبكة معقولة. يبلغ تباعد الرصاص القياسي للمكونات 0.1 بوصة (2.54 مم). لذا فإن الشبكة الأساسية التي تبلغ 0.1 بوصة أو ما دونها بشكل أنيق أمر شائع. أمثلة: 0.05 بوصة، 0.025 بوصة، 0.025 بوصة، 0.02 بوصة، وهكذا.
كيفية التحقق بعد التوجيه
بعد الانتهاء من توجيه ثنائي الفينيل متعدد الكلور، تحقق مما إذا كان التصميم يتبع القواعد وما إذا كان يفي بحدود التصنيع. الفحوصات التالية شائعة.
تشمل المجالات التي يجب التحقق منها: عناصر الرسم العامة لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور، والفحوصات الكهربائية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، والفحوصات الفيزيائية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، وعوامل التصميم الميكانيكي، ومتطلبات تركيب ثنائي الفينيل متعدد الكلور، واحتياجات كسر اللوحة، والاعتبارات الميكانيكية، والمخاوف الكهربائية، ومسارات التوجيه والموضع، وعرض الأثر وسماكته، وتباعد الأثر، وفحوصات شكل الأثر، وقائمة بعناصر التصميم.
قائمة مراجعة عملية
تحقق مما إذا كانت المسافة بين الشقوق معقولة.
تحقق مما إذا كان عرض أثر الطاقة والأرضي يناسب الاحتياجات الحالية.
تحقق مما إذا كانت آثار الإشارة الرئيسية تستخدم أفضل المقاييس (مسار قصير، ومقاومة مضبوطة، وتدريع).
تحقق مما إذا كانت الأجزاء التناظرية والرقمية لها أساسات منفصلة إذا لزم الأمر.
تحقق مما إذا كانت الأنماط النحاسية المضافة على اللوحة يمكن أن تقصر الإشارات.
تحقق مما إذا كانت اللوحة تحتوي على خطوط أو علامات التصنيع المطلوبة للمصنع.
تحقق مما إذا كانت حواف مستوى الطاقة والمستوى الأرضي في اللوحة متعددة الطبقات تحتوي على الحواف الداخلية المطلوبة.
دراسة حالة التوجيه والقواعد الرئيسية
يعد التوجيه جزءًا رئيسيًا من تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. وغالباً ما يستغرق التوجيه معظم الوقت. يجب على المهندسين اتباع القواعد الأساسية عند التوجيه، مثل قواعد الشطب وقاعدة 3W.
قاعدة الحلقة الأرضية
تعني قاعدة أصغر حلقة أن المساحة التي تحيط بها الإشارة ومسار عودتها يجب أن تكون صغيرة قدر الإمكان. كلما كانت مساحة الحلقة أصغر، كلما قل إشعاع اللوحة وقل استقبالها للضوضاء الخارجية.
عند تقسيم المستويات الأرضية، فكر في كيفية محاذاة شكل المستوى ومسارات الإشارة المهمة. منع حدوث مشاكل من فتحات المستوى الأرضي التي تزيد من مساحة الحلقة.
في التصميمات ذات الطبقتين، احتفظ بمساحة كافية للطاقة. املأ المساحة الأخرى بالنحاس الأرضي المرجعي. أضف قنوات أرضية ضرورية لتوصيل جانبي اللوحة. بالنسبة للإشارات الرئيسية، استخدم العزل الأرضي. للتصميمات عالية التردد، استخدم لوحات متعددة الطبقات.
قاعدة التدريع والحماية
يعد التدريع طريقة أخرى لتقليل مساحة الحلقة وتقليل الإشعاع. استخدم التدريع للإشارات المهمة مثل إشارات الساعة والمزامنة.
بالنسبة للإشارات الحرجة جداً أو ذات الترددات العالية جداً، يمكنك استخدام درع نحاسي أو تصميم يشبه المحول المحوري. أحط الأثر الموجه من جميع الجوانب بالأرض. خطط أيضًا لكيفية توصيل الدرع الأرضي بالمستوى الأرضي الرئيسي.
قاعدة التحكم في الحديث المتبادل
الحديث المتبادل يعني التداخل بين الشبكات المختلفة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. ويأتي من التوجيه المتوازي الطويل. والسبب هو السعة والحث الموزعة بين المسارات المتوازية.
الطرق الرئيسية لمكافحة الحديث المتبادل: - زيادة التباعد بين المسارات المتوازية. اتبع قاعدة 3W.- إدراج آثار حماية مؤرضة بين الآثار المتوازية الحرجة.- تقليل المسافة بين طبقة التوجيه والمستوى الأرضي.
تذكير بقاعدة 3W
لقطع الحديث المتبادل، حافظ على أن تكون المسافة بين المسارات كبيرة. إذا كانت المسافة المركزية ثلاثة أضعاف عرض التتبع، يتم عزل حوالي 70% من المجال. لعزل 98%، استخدم 10 وات.
التحكم في اتجاه الآثار
حافظ على تعامد اتجاه الطبقات المتجاورة. تجنب تشغيل الآثار في نفس الاتجاه على الطبقات المتجاورة. هذا يقلل من اقتران طبقة بطبقة. إذا فرضت بنية اللوحة تشغيلات متوازية، خاصةً في التصميمات عالية السرعة، استخدم مستويات أرضية بين طبقات التوجيه لعزلها. استخدم أيضًا آثار حراسة مؤرضة بين آثار الإشارة.
قاعدة التحقق من الأثر المتدلي
لا تترك أي طرف شبكة عائم بدون توصيل. يمكن أن تعمل الآثار العائمة كهوائيات. فهي تسبب إشعاعًا إضافيًا ويمكنها التقاط الضوضاء. تجنب ذلك.
قاعدة التحقق من الحلقة المغلقة
منع الإشارة من تشكيل حلقة عبر طبقات مختلفة. في الألواح متعددة الطبقات، تتسبب الحلقات في حدوث إشعاع. راقب ذلك واضبط التوجيه.
قاعدة الشطب
تجنب الزوايا الحادة أو الحادة في زوايا التتبع. يمكن أن تسبب الزوايا الحادة إشعاعات غير مرغوب فيها. كما يمكن أن تكون سيئة للتصنيع. استخدم انعطافات لطيفة أو زوايا بزاوية 45 درجة.
قاعدة مكونات الفصل
أضف مكثفات فصل حسب الحاجة. يعمل فصل الفواصل على تصفية الضوضاء على خطوط الطاقة. ضع مكثف فصل الطاقة بالقرب من دبوس طاقة الجهاز بعد مرشح الطاقة.
سلامة مستويات الطاقة والمستويات الأرضية
في المناطق التي تحتوي على العديد من الشقوق، لا تدع الشقوق تقطع المستوى بحيث ينقسم المستوى إلى أجزاء أصغر. تزيد انقسامات المستوى من مساحة الحلقة وتسبب مشاكل في مسار عودة الإشارة. عندما تقوم بالتهوية، حافظ على التباعد عبر المسافات بحيث لا يزال بإمكانك توجيه أثر واحد على الأقل بين الشقوق.
قاعدة تداخل مستوى الطاقة
تجنب تداخل مستويات الطاقة المختلفة في الفضاء. يقلل هذا من التداخل بين الإمدادات، خاصةً عندما يكون هناك اختلافات كبيرة في الجهد بين الإمدادات المختلفة. إذا كان التداخل لا يمكن تجنبه، فكر في إضافة طبقة أرضية بينهما.
تكرار قاعدة 20H
تذكر تأثير الحافة. يؤثر التباعد بين الطاقة والمستوى الأرضي على إشعاع الحافة. أقحم مستوى الطاقة لإبقاء المجال داخل المستوى الأرضي. تحد التضمين 20H من 20H حوالي 70% من المجال. تحد التضمين الداخلي 100H حوالي 98% من المجال.
قواعد توجيه وفحوصات توجيه أكثر تفصيلاً
التحكم في مسار الإرجاع
خطط دائماً لمسار إرجاع الإشارة. يجب أن يكون للإشارة عودة منخفضة المعاوقة تحتها. أبقِ مسارات العودة الأرضية قصيرة.
الفانشوت وعبر التخطيط
بالنسبة لأجزاء BGA الكثيفة أو القِطع ذات الحواف الدقيقة، خطط للتوسع في وقت مبكر. حافظ على التباعد عبر المسافات التي تترك مساحة لتوجيه الإشارات. من أجل التمدد للخارج، استخدم الممرات الدقيقة أو الممرات العمياء إذا لزم الأمر في التصميمات المتقدمة.
التحكم في المعاوقة
بالنسبة للتتبعات أحادية الطرف عالية السرعة أو الأزواج التفاضلية، تحكم في عرض التتبع والتباعد لمطابقة المعاوقة المستهدفة. استخدم تكديس ثنائي الفينيل متعدد الكلور والعزل الكهربائي لحساب هندسة التتبع.
التوجيه الزوجي التفاضلي
توجيه الأزواج التفاضلية بطول متساوٍ. حافظ على ثبات المسافات. تجنب الكعوب. حافظ على سلاسة الانحناءات.
مطابقة الطول والتأخير
بالنسبة للنواقل والواجهات التي تحتاج إلى توقيت متطابق، طابق طول التوجيه. استخدم أنماط أفعواني لضبط الطول. اجعل الأنماط السربنتينية سلسة وقصيرة الطول.
التخفيف الحراري والوسادات الحرارية
عند توصيل اللبادات بالنحاس الكبير، استخدم التخفيف الحراري. اجعل الوسادة متصلة بالمستوى بمسامير. هذا يساعد على اللحام.
قناع اللحام وقناع اللصق
افحص فتحات قناع اللحام. قم بمحاذاة قناع اللصق للأجزاء SMD. تأكد من أن الوسادات الصغيرة تحتوي على مساحة لصق صحيحة.
تصميم للاختبار والتجميع
اترك نقاط الاختبار وعلامات التجميع. اترك مساحة للمسابير. اجعل الموضع يسمح باللحام والفحص.
قائمة مراجعة التوجيه النهائي (قائمة مختصرة)
- تحقق من توصيل جميع الشبكات - قم بإجراء فحوصات DRC و ERC - تحقق من عرض المسار والتيار - تحقق من التباعد من أجل الحديث المتبادل والجهد - تحقق من فصل المكثفات والمكثفات المجمعة - تحقق من تقسيمات المستوى ومسارات الإرجاع - تحقق من التخفيفات الحرارية وأشكال الوسادات - تحقق من التجميع واختبار الوصول.
الأخطاء الشائعة التي يجب تجنبها
- ترك فتحات مستوى أرضي تحت الإشارات الحرجة - تشغيل مسارات عالية السرعة بجوار مسارات طاقة مزعجة - استخدام العديد من الزوايا بزاوية 90 درجة - عدم إضافة فصل بالقرب من دبابيس الدوائر المتكاملة - ترك الشقوق تقسم المستويات بشكل سيء - عدم التخطيط لفتح الرقائق الكثيفة.
الملاحظات الختامية
يعد التوجيه جزءًا أساسيًا من تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يعطي التوجيه الجيد توصيلات صحيحة وأداءً جيدًا ومظهرًا جيدًا. اتبع قواعد بسيطة. اجعل الحلقات صغيرة. تحكم في الحديث المتبادل ومسارات الإرجاع. استخدم تداخلات مستوية للتحكم في الحواف. استخدم فواصل لفصل ضوضاء الطاقة. استخدم مخارج حرارية للحام. استخدم شبكة معقولة للتوجيه. افحص اللوحة بعناية بعد التوجيه.
إذا اتبعت هذه القواعد الأساسية، فسوف تقلل من التداخل الكهرومغناطيسي الكهرومغناطيسي، وتحسن جودة الإشارة، وتجعل اللوحة أسهل في البناء والصيانة. التوجيه يحتاج إلى عناية. اقض بعض الوقت في التخطيط والتخطيط. التخطيط الجيد يؤتي ثماره في الوقت الذي يتم توفيره في الاختبار والإصلاح، وفي جودة المنتج النهائي.
