در طراحی دیجیتال با سرعت بالا امروزی، یک ردیابی PCB دیگر یک اتصال DC ساده نیست. این یک خط انتقال پیچیده است. با کاهش زمان افزایش سیگنال به محدوده زیر نانوثانیه، اندوکتانس و ظرفیت خازنی انگلی هندسه برد بر عملکرد غالب می شود. در DUXPCB، ما تشخیص می دهیم که حفظ یک امپدانس مشخصه ثابت ($Z_0$) دفاع اصلی در برابر بازتاب سیگنال، لرزش زمان بندی و تداخل الکترومغناطیسی (EMI) است.

فیزیک امپدانس: فراتر از ذهنیت DC

طبق اصول ارائه شده توسط هنری اوت در مهندسی سازگاری الکترومغناطیسی، امپدانس مشخصه یک خط انتقال بدون تلفات توسط موارد زیر تعریف می شود:

که در آن $L$ اندوکتانس حلقه و $C$ ظرفیت خازنی شنت در واحد طول است. در یک PCB فیزیکی، این متغیرها توسط پنج پارامتر حیاتی کنترل می شوند:

1. عرض ردیابی ($W$): نسبت معکوس با امپدانس.
2. ضخامت دی الکتریک ($H$): نسبت مستقیم با امپدانس.
3. ضخامت مس ($T$): نسبت معکوس با امپدانس.
4. ثابت دی الکتریک ($epsilon_r$): نسبت معکوس با امپدانس.
5. پوشش ماسک لحیم: می تواند امپدانس تک سر را 2 تا 3 $Omega$ کاهش دهد به دلیل $epsilon_r$ بالاتر آن در مقایسه با هوا.

مدل سازی پیشرفته: چرا ماشین حساب های "رایگان" شکست می خورند

در حالی که ماشین حساب های آنلاین یک خط پایه ارائه می دهند، اغلب از معادلات ساده شده ویلر یا IPC-2141 استفاده می کنند که نمی توانند واقعیت های تولید را در نظر بگیرند. تیم مهندسی ما از حل کننده های میدان استاندارد صنعت مانند Polar SI8000 و Cadence Allegro SI برای مدل سازی روش المان مرزی (BEM) برای نتایج دقیق استفاده می کند.

لبه مهندسی DUXPCB: جبران اچ

ساخت استاندارد شامل یک فرآیند اچ است که یک مقطع ردیابی ذوزنقه ای ایجاد می کند تا یک مستطیل کامل. این "زیر برش اچ" عرض موثر ردیابی را کاهش می دهد. ما جبران اچ را در مرحله CAM (تولید به کمک کامپیوتر) اعمال می کنیم و ردیابی های Gerber را گسترش می دهیم تا اطمینان حاصل شود که مس تمام شده با امپدانس هدف شما در یک تحمل دقیق ±5٪ مطابقت دارد.

قوانین چیدمان استراتژیک برای استکاپ های 2 تا 8 لایه

برای بردهای 2 تا 8 لایه، نزدیکی صفحه مرجع تاثیرگذارترین عامل در SI است.

• تداوم صفحه مرجع: سیگنال های با سرعت بالا هرگز نباید از شکاف در صفحه زمین زیرین عبور کنند. یک شکاف باعث می شود جریان برگشتی یک حلقه طولانی را طی کند، اندوکتانس حلقه را افزایش می دهد و یک "آنتن حلقه" EMI عظیم ایجاد می کند.
• مدیریت استاب ویا: در یک برد 8 لایه، یک سیگنال که از لایه 1 به لایه 3 منتقل می شود، یک "استاب" (بخش استفاده نشده از ویا تا لایه 8) را ترک می کند. در فرکانس های بالای 5 گیگاهرتز، این استاب ها به عنوان فیلترهای شکاف رزونانسی عمل می کنند. ما برای SI مهم ماموریت، ویاهای حفاری شده یا کور را توصیه می کنیم.
• گردن ردیابی به پد: هنگامی که یک ردیابی 50 $Omega$ وارد یک پد SMT کوچک می شود، امپدانس اغلب به دلیل افزایش ظرفیت خازنی کاهش می یابد. ما از "گردن" موضعی (تنگ کردن ردیابی) برای حفظ امپدانس در طول انتقال استفاده می کنیم.

مقایسه ارزش استراتژیک: نمونه سازی در مقابل قابلیت اطمینان بالا

نتیجه گیری: مزیت انسان در حلقه

در DUXPCB، ما معتقدیم که موفقیت طراحی با سرعت بالا در جزئیاتی است که اتوماسیون از دست می دهد. تیم مهندسی ما یک بررسی دستی دقیق از هر استکاپ انجام می دهد، ضخامت "فشار بیرون" از قبل آغشته را محاسبه می کند - با در نظر گرفتن جریان رزین به مناطق خالی از مس - تا اطمینان حاصل شود که $Z_0$ نظری با واقعیت فیزیکی برد تمام شده مطابقت دارد.

چه در حال طراحی یک کنترلر صنعتی 4 لایه باشید یا یک رابط شبکه با سرعت بالا 8 لایه، تعهد ما به دقت فنی تضمین می کند که یکپارچگی سیگنال شما بدون مصالحه باقی می ماند.