01 தமிழ்
மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு என்றால் என்ன, PCB-களில் மின்மறுப்பு கட்டுப்பாட்டை எவ்வாறு செய்வது
2020-04-08
நவீன மின்னணு சாதனங்களின் வடிவமைப்பில், PCBகள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. PCBகளின் செயல்திறன் முழு மின்னணு அமைப்பின் நிலைத்தன்மை, நம்பகத்தன்மை மற்றும் பரிமாற்ற செயல்திறனை நேரடியாக பாதிக்கிறது. அவற்றில், மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு PCB வடிவமைப்பின் ஒரு முக்கிய பகுதியாகும். நவீன டிஜிட்டல் சுற்றுகள் குறுகிய சமிக்ஞை பரிமாற்ற நேரங்கள் மற்றும் அதிக கடிகார விகிதங்களைக் கொண்டிருப்பதால், PCB தடயங்கள் இனி எளிய இணைப்புகள் அல்ல, மாறாக அதற்கேற்ப பரிமாற்றக் கோடுகள். PCB மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு என்பது சமிக்ஞை பரிமாற்றத்தின் தரம் மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக PCB இல் சமிக்ஞைகளின் பரிமாற்ற வேகம் மற்றும் மின்மறுப்பு பொருத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதைக் குறிக்கிறது.
நடைமுறை சூழ்நிலைகளில், டிஜிட்டல் விளிம்பு வேகம் 1ns ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது அல்லது அனலாக் அதிர்வெண் 300MHz ஐ தாண்டும்போது சுவடு மின்மறுப்பைக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம். PCB தடத்தின் முக்கிய அளவுருக்களில் ஒன்று அதன் சிறப்பியல்பு மின்மறுப்பு (அதாவது சமிக்ஞை பரிமாற்றக் கோட்டில் அலை கடத்தப்படும்போது மின்னழுத்தத்திற்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் உள்ள விகிதம்). PCBகளில் உள்ள கம்பிகளின் சிறப்பியல்பு மின்மறுப்பு PCB வடிவமைப்பின் ஒரு முக்கிய குறிகாட்டியாகும். குறிப்பாக உயர் அதிர்வெண் PCB வடிவமைப்பில், கம்பியின் சிறப்பியல்பு மின்மறுப்பு சாதனம் அல்லது சிக்னலின் தேவையான சிறப்பியல்பு மின்மறுப்புடன் ஒத்துப்போகிறதா அல்லது பொருந்துகிறதா என்பதைக் கருத்தில் கொள்வது அவசியம். இது 2 கருத்துக்களை உள்ளடக்கியது: மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு மற்றும் மின்மறுப்பு பொருத்தம். இந்தக் கட்டுரை மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு மற்றும் அடுக்கு வடிவமைப்பின் சிக்கல்களில் கவனம் செலுத்துகிறது.
மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு
PCBயின் கடத்திகளில் பல்வேறு சமிக்ஞைகள் கடத்தப்படுகின்றன. அதன் பரிமாற்ற வீதத்தை மேம்படுத்த, அதன் அதிர்வெண் அதிகரிக்கப்பட வேண்டும். சிக்னல் சிதைவை ஏற்படுத்தும் பொறித்தல், அடுக்கு தடிமன் மற்றும் கம்பி அகலம் போன்ற காரணிகளால் சுற்றுகளின் மின்மறுப்பு மதிப்பு மாறுபடும். எனவே, அதிவேக PCBகளில் கடத்திகளின் மின்மறுப்பு மதிப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குள் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும், இது "மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு" என்று அழைக்கப்படுகிறது.
PCB தடயங்களின் மின்மறுப்பு அவற்றின் தூண்டல் மற்றும் கொள்ளளவு தூண்டல், எதிர்ப்பு மற்றும் கடத்துத்திறன் குணகம் ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. PCB வயரிங் மின்மறுப்பை பாதிக்கும் காரணிகளில் முக்கியமாக செப்பு கம்பியின் அகலம் மற்றும் தடிமன், மின்கடத்தா மாறிலி மற்றும் நடுத்தரத்தின் தடிமன், சாலிடர் பேடின் தடிமன், தரை கம்பியின் பாதை மற்றும் வயரிங் சுற்றியுள்ள வயரிங் போன்றவை அடங்கும். PCB மின்மறுப்பின் வரம்பு 25 முதல் 120 ஓம்ஸ் ஆகும்.
நடைமுறையில், PCB பரிமாற்றக் கோடுகள் பொதுவாக ஒரு கம்பி சுவடு, ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட குறிப்பு அடுக்குகள் மற்றும் காப்புப் பொருட்களைக் கொண்டிருக்கும். சுவடு மற்றும் அடுக்கு கட்டுப்பாட்டு மின்மறுப்பை உருவாக்குகின்றன. PCBகள் பெரும்பாலும் பல அடுக்கு கட்டமைப்புகளை ஏற்றுக்கொள்கின்றன, மேலும் மின்மறுப்பு கட்டுப்பாட்டையும் பல்வேறு வழிகளில் உருவாக்கலாம். இருப்பினும், பயன்படுத்தப்படும் முறையைப் பொருட்படுத்தாமல், மின்மறுப்பு மதிப்பு அதன் இயற்பியல் அமைப்பு மற்றும் மின்கடத்தாப் பொருளின் மின்னணு பண்புகளால் தீர்மானிக்கப்படும்:
சமிக்ஞை தடயங்களின் அகலம் மற்றும் தடிமன்
சுவட்டின் இருபுறமும் உள்ள மையப்பகுதி அல்லது முன் நிரப்பப்பட்ட பொருளின் உயரம்.
சுவடு மற்றும் பலகை அடுக்குகளின் உள்ளமைவு
மைய மற்றும் முன் நிரப்பப்பட்ட பொருட்களின் காப்பு மாறிலி
PCB டிரான்ஸ்மிஷன் லைன்களில் 2 முக்கிய வடிவங்கள் உள்ளன: மைக்ரோஸ்ட்ரிப் மற்றும் ஸ்ட்ரிப்லைன்.
மைக்ரோஸ்ட்ரிப் என்பது கம்பியின் ஒரு துண்டு, இது ஒரு பக்கம் மட்டுமே குறிப்புத் தளத்தைக் கொண்ட ஒரு பரிமாற்றக் கோட்டைக் குறிக்கிறது. மேல் மற்றும் பக்கங்கள் காற்றில் வெளிப்படும் (அல்லது பூசப்பட்டிருக்கும்) மற்றும் மின்சக்தி அல்லது தரை அடுக்கை ஒரு குறிப்பாகக் கொண்ட ஒரு காப்பு மாறிலி Er PCB இன் மேற்பரப்பில் அமைந்துள்ளன. பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி:
குறிப்பு: உண்மையான PCB உற்பத்தியில், PCB தொழிற்சாலை வழக்கமாக PCBயின் மேற்பரப்பில் பச்சை மையின் ஒரு அடுக்கைப் பூசுகிறது. எனவே, உண்மையான மின்மறுப்பு கணக்கீடுகளில், பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள மாதிரி பொதுவாக மேற்பரப்பு மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 2 குறிப்புத் தளங்களுக்கு இடையில் வைக்கப்படும் கம்பியின் ஒரு பட்டை ஒரு பட்டையாகும். H1 மற்றும் H2 ஆல் குறிப்பிடப்படும் மின்கடத்தாப் பொருளின் மின்கடத்தா மாறிலிகள் வேறுபட்டிருக்கலாம்.
மேலே உள்ள 2 நிகழ்வுகளும், பொதுவாக உட்பொதிக்கப்பட்ட IoT நுண்ணறிவு வன்பொருள் மற்றும் பிற அமைப்புகளைக் கற்றுக்கொள்ளப் பயன்படுத்தப்படும் மைக்ரோஸ்ட்ரிப் மற்றும் ஸ்ட்ரிப்லைன்களின் ஒரு பொதுவான ஆர்ப்பாட்டமாகும். பூசப்பட்ட மைக்ரோஸ்ட்ரிப் போன்ற பல குறிப்பிட்ட வகையான மைக்ரோஸ்ட்ரிப் மற்றும் ஸ்ட்ரிப்லைன்கள் உள்ளன, அவை PCBகளின் குறிப்பிட்ட ஸ்டாக்கிங் அமைப்புடன் தொடர்புடையவை.
சிறப்பியல்பு மின்மறுப்பைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்படும் சமன்பாட்டிற்கு சிக்கலான கணிதக் கணக்கீடுகள் தேவைப்படுகின்றன, பொதுவாக எல்லை உறுப்பு பகுப்பாய்வு உட்பட புலத் தீர்வு முறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. எனவே, சிறப்பு மின்மறுப்பு கணக்கீட்டு மென்பொருளான SI9000 ஐப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் செய்ய வேண்டியது சிறப்பியல்பு மின்மறுப்பின் அளவுருக்களைக் கட்டுப்படுத்துவது மட்டுமே:
காப்பு அடுக்கின் மின்கடத்தா மாறிலி Er, வயரிங் அகலம் W1 மற்றும் W2 (ட்ரெப்சாய்டல்), வயரிங் தடிமன் T, மற்றும் காப்பு அடுக்கு தடிமன் H.
W1 மற்றும் W2 க்கான விளக்கம்:
இங்கே, W=W1, W1=W2
W – வடிவமைக்கப்பட்ட கோட்டின் அகலம்
A – எட்ச் இழப்பு (மேலே உள்ள அட்டவணையைப் பார்க்கவும்)
PCB-களின் உற்பத்திச் செயல்பாட்டின் போது, மேலிருந்து கீழாக அரிப்பு ஏற்படுவதால், கோட்டின் மேல் மற்றும் கீழ் அகலம் சீரற்றதாக இருப்பதற்கான காரணம், அரிக்கப்பட்ட கோட்டின் ட்ரெப்சாய்டல் வடிவம் ஏற்படுகிறது.
கோட்டின் தடிமன் T க்கும் இந்த அடுக்கின் செப்பு தடிமன் T க்கும் இடையே ஒரு தொடர்புடைய உறவு உள்ளது, பின்வருமாறு:
| செம்பு தடிமன் | ||
| அடிப்படை செம்பு thk | உள் அடுக்குக்கு | வெளிப்புற அடுக்குக்கு |
| எச் ஓஇசட் | 0.6 மில்லியன் | 1.8 மில்லியன் |
| 1 ஓஇசட் | 1.2 மில்லியன் | 2.5 மில்லியன் |
| 2 ஓஇசட் | 2.4 மில்லியன் | 3.6 மில்லியன் |
சாலிடர் மாஸ்க் தடிமன்:
* மின்மறுப்பில் சாலிடர் மாஸ்க் தடிமன் குறைவாக இருப்பதால், இது 0.5 மில்லி என்ற நிலையான மதிப்பாகக் கருதப்படுகிறது.
இந்த அளவுருக்களைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் நாம் மின்மறுப்புக் கட்டுப்பாட்டை அடைய முடியும். அன்வேயின் அடிப்பகுதி PCB-யை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், மின்மறுப்புக் கட்டுப்பாட்டின் படிகள் மற்றும் SI9000 இன் பயன்பாட்டை விளக்குவோம்:
கீழ் PCB-யின் அடுக்கி வைப்பு பின்வரும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது:
இரண்டாவது அடுக்கு தரைத்தளம், ஐந்தாவது அடுக்கு சக்தித்தளம், மீதமுள்ள அடுக்குகள் சமிக்ஞை அடுக்குகள்.
ஒவ்வொரு அடுக்கின் தடிமன் கீழே உள்ள அட்டவணையில் காட்டப்பட்டுள்ளது:
| அடுக்கு பெயர் | வகை | பொருள் | சிந்தனைத்திறன் | வர்க்கம் |
| மேற்பரப்பு | காற்று | |||
| மேல் | நடத்துனர் | தாமிரம் | 0.5 ஓஸெட் | ரூட்டிங் |
| மின்கடத்தா | FR-4 பற்றி | 3.800 மில்லி | ||
| L2-இன்னர் | நடத்துனர் | தாமிரம் | 1 ஓஇசட் | விமானம் |
| மின்கடத்தா | FR-4 பற்றி | 5.910 மில்லியன் | ||
| L3-இன்னர் | நடத்துனர் | தாமிரம் | 1 ஓஇசட் | ரூட்டிங் |
| மின்கடத்தா | FR-4 பற்றி | 33.ஓ8மில் | ||
| L4-இன்னர் | நடத்துனர் | தாமிரம் | 1 ஓஇசட் | ரூட்டிங் |
| மின்கடத்தா | FR-4 பற்றி | 5.910 மில்லியன் | ||
| L5-இன்னர் | நடத்துனர் | தாமிரம் | 1 ஓஇசட் | விமானம் |
| மின்கடத்தா | FR-4 பற்றி | 3.800 மில்லி | ||
| கீழே | நடத்துனர் | தாமிரம் | 0.5 ஓஸெட் | ரூட்டிங் |
| மேற்பரப்பு | காற்று |
விளக்கம்: இடைநிலை அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள மின்கடத்தா FR-4 ஆகும், மின்கடத்தா மாறிலி 4.2 ஆகும்; மேல் மற்றும் கீழ் அடுக்குகள் காற்றோடு நேரடி தொடர்புக்கு வரும் வெற்று அடுக்குகளாகும், மேலும் காற்றின் மின்கடத்தா மாறிலி 1 ஆகும்.
மின்மறுப்பைக் கட்டுப்படுத்த, பின்வருபவை சில பொதுவான முறைகள்:
1. PCB படிநிலை வடிவமைப்பின் அடிப்படையில்:
PCB வடிவமைப்பாளர்கள் PCBகளின் படிநிலை அமைப்பை முழுமையாகப் பயன்படுத்தி மின்மறுப்பு கட்டுப்பாட்டை அடைய முடியும். வெவ்வேறு சிக்னல் அடுக்குகளை வெவ்வேறு அடுக்கு நிலைகளில் வைப்பதன் மூலம், இடை அடுக்கு கொள்ளளவு மற்றும் தூண்டலை திறம்பட கட்டுப்படுத்த முடியும். பொதுவாக, உள் அடுக்கு அதிக மின்மறுப்பு பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் வெளிப்புற அடுக்கு குறைந்த மின்மறுப்பு பொருட்களைப் பயன்படுத்துகிறது, இது பிரதிபலிப்பு மற்றும் குறுக்குவெட்டின் தாக்கத்தைக் குறைக்கிறது.
2. வேறுபட்ட சமிக்ஞை பரிமாற்றக் கோடுகளைப் பயன்படுத்தவும்:
வேறுபட்ட சமிக்ஞை பரிமாற்றக் கோடுகள் சிறந்த குறுக்கீடு எதிர்ப்புத் திறனையும் குறைந்த குறுக்குவெட்டு அபாயத்தையும் வழங்க முடியும். வேறுபட்ட சமிக்ஞை பரிமாற்றக் கோடுகள் என்பது எதிர் மின்னழுத்தங்களைக் கொண்ட ஆனால் சம அளவுகளைக் கொண்ட ஒரு ஜோடி இணையான கம்பிகள் ஆகும், இது சிறந்த சமிக்ஞை ஒருமைப்பாடு மற்றும் குறுக்கீடு எதிர்ப்புத் திறனை வழங்க முடியும். வேறுபட்ட சமிக்ஞை பரிமாற்றக் கோடுகளின் மின்மறுப்பு பொதுவாக வரி இடைவெளி, அகலம் மற்றும் தரைத் தளத்தின் தேர்வால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.
3. கட்டுப்பாட்டு வயரிங் வடிவியல்:
PCB வரி அகலம், இடைவெளி மற்றும் தளவமைப்பு போன்ற வடிவியல் அளவுருக்களையும் மின்மறுப்பைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படுத்தலாம். பொதுவான மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகளுக்கு, தடிமனான வரி அகலம் மற்றும் பெரிய இடைவெளி மின்மறுப்பைக் குறைக்கலாம். கோஆக்சியல் கோடுகளுக்கு, சிறிய உள் வரி விட்டம் மற்றும் பெரிய வெளிப்புற வரி ஆரங்கள் மின்மறுப்பை அதிகரிக்கலாம். வயரிங் வடிவவியலைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு குறிப்பிட்ட மின்மறுப்புத் தேவைகள் மற்றும் சமிக்ஞை அதிர்வெண் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மேம்படுத்தல் தேவைப்படுகிறது.
4. PCB பொருட்களின் தேர்வு:
PCB பொருட்களின் மின்கடத்தா மாறிலி மின்மறுப்பையும் பாதிக்கிறது. நிலையான மின்கடத்தா பண்புகளைக் கொண்ட பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது மின்மறுப்பு கட்டுப்பாட்டின் ஒரு பகுதியாகும். உயர் அதிர்வெண் மற்றும் அதிவேக பயன்பாடுகளில், பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களில் FR-4 (கண்ணாடி இழை வலுவூட்டப்பட்ட பலகை), PTFE (பாலிடெட்ராஃப்ளூரோஎத்திலீன்) மற்றும் RF (ரேடியோ அதிர்வெண்) லேமினேட்டுகள் ஆகியவை அடங்கும்.
5. உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் வடிவமைப்பு கருவிகளைப் பயன்படுத்தவும்:
PCB வடிவமைப்பிற்கு முன், உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் வடிவமைப்பு கருவிகளைப் பயன்படுத்துவது வடிவமைப்பாளர்கள் மின்மறுப்பை விரைவாகவும் துல்லியமாகவும் சரிபார்த்து மேம்படுத்த உதவும். இந்த கருவிகள் சுற்று நடத்தை, சமிக்ஞை பரிமாற்ற இழப்புகள் மற்றும் மின்காந்த தொடர்புகளை உருவகப்படுத்தி உகந்த PCB வடிவமைப்பு அளவுருக்களைத் தீர்மானிக்க முடியும். சில பொதுவான உருவகப்படுத்துதல் கருவிகளில் CST ஸ்டுடியோ சூட், ஹைப்பர்லின்க்ஸ் மற்றும் ADS ஆகியவை அடங்கும்.
அதிவேக டிஜிட்டல் மற்றும் அனலாக் சுற்றுகளில் PCB மின்மறுப்பு கட்டுப்பாடு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. நியாயமான படிநிலை வடிவமைப்பு, வேறுபட்ட சமிக்ஞை பரிமாற்றக் கோடுகளின் பயன்பாடு, வயரிங் வடிவவியலின் கட்டுப்பாடு, பொருத்தமான PCB பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது மற்றும் உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் வடிவமைப்பு கருவிகளைப் பயன்படுத்துதல் மூலம், துல்லியமான மின்மறுப்பு கட்டுப்பாட்டை அடைய முடியும், இதன் மூலம் சுற்று செயல்திறன் மற்றும் சமிக்ஞை ஒருமைப்பாட்டை மேம்படுத்தலாம்.
01 தமிழ்02 - ஞாயிறு