कॉपर वेट, स्टैक-अप और प्रतिबाधा

तीन बातें बोर्ड के लेआउट से परे उसके विद्युत और तापीय व्यवहार तय करती हैं: कॉपर कितना मोटा है, परतें कैसे व्यवस्थित हैं, और प्रत्येक परत अपने पड़ोसियों से कितनी दूर बैठती है। यह लेख प्रत्येक की व्याख्या करता है, और आपको फ़ैक्टरी को उनके बारे में कब बताना चाहिए।

कॉपर वेट

कॉपर मोटाई क्षेत्र के अनुसार वजन के रूप में दी जाती है: औंस प्रति वर्ग फ़ुट। एक वर्ग फ़ुट पर फैला एक औंस कॉपर लगभग 35 माइक्रोमीटर (0.035 mm या 1.4 mil) मोटा है। दो औंस लगभग 70 µm हैं।

1. कॉपर मोटाई: तीन वेट पर वही ट्रैक।
2. कॉपर के नीचे इन्सुलेटिंग लेमिनेट।
3. एचिंग नीचे के साथ-साथ बगल में भी काटती है, इसलिए मोटा कॉपर चौड़े ट्रैक आधार छोड़ता है और चौड़े अंतराल चाहिए।

छूटने में आसान दो बातें:

• बाहरी परतें प्लेटिंग में कॉपर पाती हैं। "1 oz" बाहरी कॉपर के साथ ऑर्डर किया बोर्ड आमतौर पर पतली फ़ॉइल से बनता है, फिर कॉपर से प्लेट किया जाता है, क्योंकि छेद प्लेट होने चाहिए। तैयार मोटाई भिन्न निर्माताओं द्वारा भिन्न बताई जाती है; पूछें कि आंकड़ा प्रारंभिक फ़ॉइल है या तैयार कॉपर।
• मोटे कॉपर को चौड़े अंतराल और चौड़े ट्रैक चाहिए। एचिंग नीचे के साथ-साथ बगल में भी जाती है, इसलिए भारी कॉपर को साफ़ एच होने के लिए अधिक स्थान चाहिए। भारी कॉपर यह भी बदलता है कि फ़ैक्टरी न्यूनतम ट्रैक और अंतराल कैसे सेट करती है। 0.5 oz के लिए उपयोग किए जाने वाले अंतरालों के साथ 3 oz कॉपर डिज़ाइन न करें।

ट्रैक कितनी धारा ले जा सकता है

ट्रैक कितनी धारा ले जा सकता है यह उसकी चौड़ाई, कॉपर मोटाई, आपके द्वारा स्वीकृत तापमान वृद्धि, और वह बाहरी परत (हवा द्वारा ठंडा) पर है या आंतरिक परत (नहीं) पर, पर निर्भर करता है। इसके लिए मानक संदर्भ IPC-2221 है, जो वक्र देता है, और उसका नया साथी IPC-2152 बेहतर स्रोत माना जाता है। उन पर आधारित कैलकुलेटर उपयोग करें, अंतर जोड़ें, और आंतरिक परतों के परिणामों को अधिक सावधानी से लें। कुछ एम्पियर से अधिक ले जाने वाले ट्रैक के लिए चौड़ा ट्रैक, बहुभुज डालना, अतिरिक्त कॉपर वेट, या सोल्डर-प्रबलित कॉपर पर विचार करें, सीमा तक धकेला पतला ट्रैक नहीं।

स्टैक-अप

स्टैक-अप परतों और उनके बीच क्या है, की क्रमबद्ध सूची है: कॉपर, डाइइलेक्ट्रिक मोटाई और प्रकार, कॉपर, इत्यादि। प्रत्येक बहुपरत बोर्ड के पास एक है, और जब तक आप निर्दिष्ट न करें फ़ैक्टरी वास्तविक तय करती है।

1. दो परतें: कॉपर, एक कोर, कॉपर।
2. चार परतें: बाहरी कॉपर, prepreg, आंतरिक कॉपर, कोर, आंतरिक कॉपर, prepreg, बाहरी कॉपर।
3. छह परतें: छह कॉपर परतों के बीच दो कोर और prepreg की तीन परतें।
4. Prepreg: आंशिक रूप से क्योर रेज़िन वाला ग्लास कपड़ा, जो बोर्ड दबाए जाने पर पिघलता है और परतों को जोड़ता है।
5. कोर: दोनों पक्षों पर कॉपर वाला कठोर लेमिनेट।

दो परतें

दोनों पक्षों पर कॉपर, बीच में एक कोर। सरल और सस्ता। सरल डिजिटल, कम गति और कई एनालॉग डिज़ाइनों के लिए अच्छा।

चार परतें

सबसे आम अगला कदम। सामान्य व्यवस्था:

1. सिग्नल (ऊपर)
2. ग्राउंड प्लेन
3. शक्ति प्लेन (या दूसरा ग्राउंड)
4. सिग्नल (नीचे)

ऊपर के सिग्नलों के नीचे ठोस ग्राउंड प्लेन धारा के लिए वापसी पथ देता है और लूप क्षेत्रों को छोटा रखता है, जो शोर और उत्सर्जन दोनों में मदद करता है। आंतरिक परतें 0.5 oz या 1 oz कॉपर हैं। कुल मोटाई 1.6 mm वाला बोर्ड सामान्य स्थिति है, जिसमें बाहरी डाइइलेक्ट्रिक पतला है (ताकि ऊपर के सिग्नल ग्राउंड प्लेन के पास बैठें) और बीच में मोटा कोर है।

छह परतें

सामान्य व्यवस्था सिग्नल, ग्राउंड, सिग्नल, सिग्नल, शक्ति, सिग्नल, या सिग्नल, ग्राउंड, सिग्नल, शक्ति, ग्राउंड, सिग्नल है। विचार है कि प्रत्येक सिग्नल परत के पास प्लेन हो, और प्लेन जहाँ संभव हो एक दूसरे के पास हों। छह परतें तेज़ सिग्नल, सघन लेआउट, और शोरगुल और शांत भागों के बीच बेहतर अलगाव देती हैं।

समरूपता

स्टैक-अप को कॉपर मात्रा और डाइइलेक्ट्रिक मोटाई दोनों में केंद्र के बारे में समरूप रखें। असंतुलित बोर्ड रिफ़्लो में गर्म होने पर झुकता या मुड़ता है, और झुका बोर्ड असेंबल करना कठिन है। यदि ऊपर का कॉपर अधिकतर ग्राउंड भराव है और नीचे खाली है, संतुलन के लिए भराव जोड़ें।

नियंत्रित प्रतिबाधा

बोर्ड पर ट्रैक ट्रांसमिशन लाइन के रूप में व्यवहार करता है। ओहम में उसकी अभिलक्षणिक प्रतिबाधा इस पर निर्भर करती है:

• ट्रैक चौड़ाई,
• संदर्भ प्लेन से दूरी (डाइइलेक्ट्रिक मोटाई),
• सामग्री का डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक (Dk),
• कॉपर मोटाई,
• डिफ़रेंशियल जोड़ों के लिए, दो ट्रैकों के बीच अंतराल।

आरेख वे आयाम दिखाता है जो आप देख सकते हैं। कॉपर मोटाई और सामग्री का डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक भी मायने रखते हैं।

1. ट्रैक चौड़ाई।
2. ट्रैक और उसके संदर्भ प्लेन के बीच इन्सुलेटर की ऊंचाई।
3. डिफ़रेंशियल जोड़े के दो ट्रैकों के बीच अंतराल।
4. संदर्भ प्लेन: ट्रैकों के नीचे ठोस कॉपर परत। उसे अखंड रखें।

जब सिग्नल पर्याप्त तेज़ चलता है, ट्रैक की प्रतिबाधा और ड्राइवर और रिसीवर की प्रतिबाधा के बीच बेमेल परावर्तन का कारण बनता है। यह समस्या है या नहीं यह केवल घड़ी आवृत्ति पर नहीं, वृद्धि समय और ट्रैक लंबाई पर निर्भर करता है।

कब यह महत्वपूर्ण है

आपको उन इंटरफ़ेस के लिए नियंत्रित प्रतिबाधा चाहिए जिनका मानक उसे मांगता है। विशिष्ट लक्ष्य:

• कई रेडियो और तेज़ एकल-समाप्त सिग्नलों के लिए 50 Ω एकल-समाप्त,
• USB के लिए 90 Ω डिफ़रेंशियल,
• Ethernet और कई LVDS, HDMI और DDR-प्रकार जोड़ों के लिए 100 Ω डिफ़रेंशियल,
• PCIe के लिए 85 Ω डिफ़रेंशियल आमतौर पर बताया जाता है।

अपने इंटरफ़ेस के लिए डेटाशीट या मानक में लक्ष्य जांचें, क्योंकि मान संस्करणों और डिज़ाइनों के बीच भिन्न होते हैं।

आपको धीमे सिग्नलों, विशिष्ट GPIO, या शक्ति के लिए इसकी आवश्यकता नहीं है। जब आवश्यकता न हो तब मांगना लागत जोड़ता है।

फ़ैक्टरी को क्या चाहिए

• स्टैक-अप। परत क्रम, कॉपर वेट, डाइइलेक्ट्रिक प्रकार और मोटाई, और कुल मोटाई। फ़ैक्टरी के इंजीनियर उनकी सामग्री के अनुरूप एक सुझा सकते हैं।
• कौन से ट्रैक, किन परतों पर, किस लक्ष्य प्रतिबाधा के साथ। डिफ़रेंशियल जोड़ों के लिए बताएं कि कौन से ट्रैक जोड़ा हैं।
• आपके द्वारा स्वीकृत सहनशीलता। दस प्रतिशत सामान्य आंकड़ा है। सख्त अधिक महंगा है।
• यह कैसे सत्यापित होता है। फ़ैक्टरी पैनल के किनारे पर परीक्षण कूपन रखती हैं और उन्हें मापती हैं; बोर्ड स्वयं नहीं मापा जाता। पूछें कि आपको रिपोर्ट मिलती है या नहीं।

ट्रैक चौड़ाई और अंतराल फिर फ़ैक्टरी के इंजीनियर द्वारा वास्तविक स्टैक-अप पर लक्ष्य तक पहुंचने के लिए समायोजित किए जाते हैं, इसलिए आपको स्वीकार करना चाहिए कि आपकी बनाई चौड़ाई थोड़ी मात्रा में बदल सकती है।

गणना

डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर में फ़ील्ड सॉल्वर टूल और मुफ़्त ऑनलाइन कैलकुलेटर अच्छा प्रथम अनुमान देते हैं। Dk और मोटाई के लिए फ़ैक्टरी का अपना आंकड़ा वही है जो मायने रखता है, क्योंकि डेटाशीट पर नाममात्र मान दबे बोर्ड से भिन्न होते हैं।

व्यावहारिक सलाह

1. रूटिंग से पहले परतों की संख्या और मोटाई के लिए फ़ैक्टरी का मानक स्टैक-अप मांगें।
2. प्रतिबाधा-नियंत्रित ट्रैक केवल उन परतों पर रूट करें जिनका स्टैक-अप वर्णन करता है।
3. तेज़ सिग्नलों के नीचे संदर्भ प्लेन अखंड रखें।
4. फ़ैक्टरी को बताए बिना एक परत पर कॉपर वेट न मिलाएं।
5. जो महत्वपूर्ण है उसे केवल आरेख में नहीं, संक्षिप्त नोट में बताएं।

यहाँ ऑर्डर करने पर यह कैसे दिखता है

यदि आप स्टैक-अप के बिना प्रतिबाधा नियंत्रण ऑर्डर करते हैं, जांच वह कहती है: "प्रतिबाधा नियंत्रण को स्टैक-अप चाहिए" उसकी 25 जांचों में से एक है। जांच फ़ाइलों से नहीं बता सकती कि ट्रैक को नियंत्रित प्रतिबाधा चाहिए या आपका स्टैक-अप आपके डिज़ाइन पर फिट होता है या नहीं; ऑर्डर के साथ बताएं कि कौन से ट्रैक और कौन से लक्ष्य। उपलब्ध सामग्री और स्टैक-अप उत्पादन क्षमताएं पृष्ठ पर हैं, और एक इंजीनियर ऑर्डर के साथ विवरणों की पुष्टि करता है। सामग्री के लिए PCB आधार सामग्री पढ़ें।