Il cablaggio del PCB è orizzontale e verticale, bello ma non pratico?
Durante la progettazione di un PCB, vedo spesso alcuni ingegneri che perseguono l'arte del cablaggio e il cablaggio sul circuito stampato è orizzontale e verticale, il che sembra molto bello; mentre il cablaggio di alcuni ingegneri è curvo. , Piace essere caotici e facili da regolare; alcuni ingegneri perseguiranno sempre il percorso di distanza più breve, non può essere in diagonale orizzontale e verticale.
Quindi, c'è qualche differenza tra i vari stili di routing? Questo articolo introduce la tecnologia e l'arte del routing PCB.
Fabbricazione di prototipi di schede PCB a led omologati UL FR-4
Problemi orizzontali e verticali
Il materiale di base del PCB è il laminato placcato in rame. Allo stato attuale, il comune FR-4 è realizzato in tessuto di fibra di vetro elettronico come materiale di rinforzo, impregnato con resina epossidica, coperto con un foglio di rame di un certo spessore e quindi lavorato mediante pressatura a caldo.
Alle basse frequenze, il tessuto in fibra di vetro ha scarso effetto sulle proprietà elettriche del PCB e il mezzo può essere considerato uniforme; ma alle alte frequenze, le caratteristiche locali dello strato dielettrico avranno una grande influenza sulle caratteristiche elettriche del PCB.
Diversi tessuti in fibra di vetro hanno larghezze e spaziature diverse dei fili di ordito e di trama. Secondo la strategia di cablaggio orizzontale e verticale, le tracce del PCB sono sempre a 0 ° o 90 ° rispetto al bordo del substrato, il che farà sì che la direzione della linea di trasmissione sia parallela alle direzioni di latitudine e longitudine della fibra di vetro. Ci saranno diverse situazioni in questo momento: la linea di trasmissione è direttamente sopra il fascio di fibre di vetro di ordito, la linea di trasmissione è direttamente sopra il fascio di fibre di vetro di trama, la linea di trasmissione è tra due fasci di fibre di vetro di ordito e la linea di trasmissione è tra due fasci di trama in fibra di vetro.
A causa della grande differenza nella costante dielettrica relativa del tessuto in fibra di vetro e della resina epossidica (la resina epossidica è circa 3, il tessuto in fibra di vetro è circa 6). Pertanto, vi sono differenze nelle costanti dielettriche in diverse posizioni sulla superficie della scheda, con conseguenti differenze di impedenza in diverse posizioni sulla superficie della scheda. Allo stesso tempo, a causa delle diverse posizioni della stessa linea di impedenza, la costante dielettrica non è uniforme. L'effetto sulla coppia differenziale è più evidente e può causare il collasso del motivo oculare.
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Secondo la spiegazione di cui sopra, sebbene il cablaggio orizzontale e verticale sia bello, non è necessariamente pratico. Nella progettazione attuale, le prestazioni funzionali devono essere prioritarie, l'arte estetica è seconda e il migliore è ovviamente facile da usare e bello.
Il design effettivo non è necessariamente problematico e può dipendere dai seguenti fattori:
La traccia differenziale è esattamente una sul fascio di fibre di vetro e una sulla resina epossidica;
La larghezza e la lunghezza della traccia;
La velocità del bus, ecc.
Soluzione
In risposta al fenomeno di cui sopra, alcune possibili soluzioni sono le seguenti:
Percorso per evitare la distanza di tessitura del fascio di fibre di vetro;
La distanza tra le tracce differenziali evita semplicemente la distanza di tessitura del fascio di fibre di vetro;
Allineamento a zigzag;
Con un certo angolo di instradamento;
Progettazione di rotazione del progettista;
Produttori di PCB substrati rotanti;
Utilizzare materiali di substrato di fascia alta;
Utilizzare materiale in fibra di vetro più stretto (la spaziatura della treccia del fascio di fibre di vetro è ridotta);
Raddrizza
Aumenta il margine elettrico, ecc.
Quanto sopra è una breve introduzione all'effetto della fibra di vetro nel PCB. Nell'attuale processo di progettazione, la distanza fisica più breve è sicuramente molto importante, quindi il ritardo sarà il più piccolo. Allo stesso tempo, è necessario selezionare il metodo di instradamento più ragionevole in base alla difficoltà del cablaggio e alle caratteristiche della linea di trasmissione. Su questa base, il design dovrebbe essere il più artistico possibile.