التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية (PSU): المواصفات، قواعد التراص، ودليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها

التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدات تزويد الطاقة الاحتياطية: إجابة سريعة (30 ثانية)

تتطلب إدارة المعاوقة على لوحة خلفية مصممة لوحدات تزويد الطاقة (PSUs) الاحتياطية موازنة توصيل الطاقة عالية التيار مع سلامة الإشارة الحساسة.

فصل طبقات الإشارة والطاقة: لا تحاول توجيه الإشارات ذات المعاوقة المتحكم بها (PMBus, PCIe, Ethernet) على نفس الطبقات المستخدمة لتوزيع الطاقة بالنحاس الثقيل (3 أوقية+). يجعل عامل الحفر على النحاس السميك التحكم في معاوقة الخطوط الدقيقة مستحيلاً.
تناظر التراص حاسم: غالبًا ما تستخدم اللوحات الخلفية لوحدات تزويد الطاقة الاحتياطية من 12 إلى 20 طبقة. حافظ على تناظر صارم حول اللب المركزي لمنع الالتواء، الذي يغير سمك العازل ويحرك قيم المعاوقة.
اختيار العازل: استخدم FR4 عالي Tg (Tg > 170 درجة مئوية) أو مواد منخفضة الفقد إذا كانت البيانات عالية السرعة تمر عبر اللوحة الخلفية. يختلف FR4 القياسي كثيرًا في ثابت العزل الكهربائي (Dk) تحت الحمل الحراري لوحدتي تزويد الطاقة.
كوبونات TDR: ضع دائمًا كوبونات الاختبار على قضبان اللوحة. لا يمكنك قياس المعاوقة بدقة على مسارات اللوحة الخلفية النشطة بسبب الطفيليات الموصلة وأطوال المسارات القصيرة.
بصمات الموصلات: الواجهة بين موصل وحدة تزويد الطاقة (مثل PwrBlade, Multi-Beam) ولوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هي الانقطاع الأكثر شيوعًا في المعاوقة. استخدم فتحات أرضية واسعة وحفرًا خلفيًا إذا تجاوزت سرعات الإشارة 5 جيجابت في الثانية.
مقاومة شبكة توزيع الطاقة (PDN): بينما تكون مقاومة الإشارة عادةً 50Ω أو 85/100Ω تفاضلية، يجب أن تكون مقاومة شبكة توزيع الطاقة (PDN) المستهدفة أقل من 10 ملي أوم لضمان تنظيم جهد مستقر أثناء مشاركة حمل وحدة تزويد الطاقة (PSU).

متى ينطبق (ومتى لا ينطبق) التحكم في مقاومة اللوحة الخلفية لوحدات تزويد الطاقة الاحتياطية

يساعد فهم متى يجب فرض ضوابط صارمة على المقاومة في منع الإفراط في الهندسة والتكاليف غير الضرورية.

ينطبق (يتطلب تحكمًا صارمًا):

توجيه الإشارات عالية السرعة: عندما تحمل اللوحة الخلفية إشارات PCIe أو SAS أو 10G/25G Ethernet جنبًا إلى جنب مع قضبان الطاقة.
إدارة الطاقة الرقمية: عند استخدام خطوط التحكم PMBus أو I2C عبر مسافات طويلة (>10 بوصات) حيث يمكن أن تفسد الانعكاسات البيانات.
متطلبات التبديل السريع (Hot-Swap): الأنظمة التي تتطلب إدخال وحدات تزويد الطاقة أثناء التشغيل. تؤثر الارتفاعات العابرة على ارتداد الأرض، مما يتطلب مقاومة متحكم بها على خطوط التحكم لمنع المشغلات المنطقية الخاطئة.
اللوحات الخلفية السميكة (>3 مم): تحتوي اللوحات السميكة على محاثة عبرية أعلى. التحكم في المقاومة ضروري لإدارة تدهور الإشارة عبر براميل العبور الطويلة.
التكوينات الطبقية الهجينة (Hybrid Stackups): التصميمات التي تمزج طبقات إشارة بوزن 1 أوقية مع طبقات طاقة بوزن 4 أوقية+. يجب حساب تدفق الراتنج من المادة الأولية بدقة للحفاظ على السماكة العازلة.

لا ينطبق (تكفي التفاوتات القياسية):

اللوحات الخلفية للطاقة النقية: إذا كانت اللوحة توزع طاقة التيار المستمر فقط وتستخدم استشعارًا تناظريًا منخفض السرعة (استشعار جهد التيار المستمر) بدون بيانات عالية السرعة.
أطوال المسارات القصيرة: إذا كانت مسارات الإشارة قصيرة للغاية (<1 بوصة) وتتصل مباشرة بموصل بطاقة فرعية، فإن تأثيرات خط النقل تكون ضئيلة.
التحكم في التردد المنخفض: الأنظمة القديمة التي تستخدم إشارات منطقية بسيطة "Power Good" (مستويات تيار مستمر) بدلاً من حافلات البيانات الموقوتة.
لوحات أحادية الطبقة/مزدوجة الجوانب: نادرة بالنسبة لوحدات PSU الزائدة عن الحاجة، ولكن إذا تم استخدامها، فإن الهندسة لا تدعم هياكل المعاوقة المتحكم بها بفعالية.

وحدة تزويد الطاقة الاحتياطية (PSU) الزائدة عن الحاجة (المعلمات والحدود الرئيسية)

قواعد ومواصفات التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة PSU الزائدة عن الحاجة (المعلمات والحدود الرئيسية)

توصي APTPCB (مصنع APTPCB PCB) بالالتزام بقواعد تصميم محددة لضمان قابلية التصنيع والأداء الكهربائي. التفاعل بين حفر النحاس الثقيل وسمك العازل هو المتغير الأساسي.

القاعدة / المعلمة	القيمة / النطاق الموصى به	لماذا يهم	كيفية التحقق	إذا تم تجاهله
تفاوت عرض المسار (الإشارة)	±10% (قياسي)، ±5% (متقدم)	يحدد المعاوقة مباشرة. يتطلب التفاوت الأكثر إحكامًا نحاسًا أرق (0.5 أوقية أو 1 أوقية).	تحليل المقطع العرضي (المقطع المجهري).	عدم تطابق المعاوقة؛ انعكاس الإشارة؛ تلف البيانات.
وزن النحاس (طبقات الإشارة)	0.5 أوقية أو 1 أوقية (حد أقصى)	النحاس الثقيل (2 أوقية+) له عامل حفر كبير (شكل شبه منحرف)، مما يجعل التحكم في العرض غير متوقع.	مواصفات ملف Gerber.	معاوقة غير متناسقة؛ عدم القدرة على توجيه مسافات دقيقة.
وزن النحاس (طبقات الطاقة)	من 2 أونصة إلى 6 أونصة (أو قضيب توصيل)	مطلوب للتعامل مع تيار وحدة تزويد الطاقة الزائد (غالبًا 50 أمبير - 200 أمبير) بأقل انخفاض في الجهد.	مقطع مجهري أو قياس الوزن.	ارتفاع درجة الحرارة؛ انخفاض الجهد؛ خطر حريق محتمل.
دقة سمك العازل	±10%	المسافة إلى المستوى المرجعي هي المقام في معادلات المعاوقة.	تقرير التراص؛ مسح C-Scan.	تحولات المعاوقة عبر اللوحة؛ تذبذب الإشارة.
استمرارية المستوى المرجعي	100% نحاس صلب	تتسبب الانقسامات في المستوى المرجعي تحت مسار الإشارة في انقطاعات هائلة في المعاوقة.	فحص قواعد التصميم (DRC) في برنامج CAD؛ فحص بصري.	إشعاع التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)؛ فشل سلامة الإشارة؛ ارتداد الأرضي.
طول جذع الفيا (Via Stub)	< 10 ميل (يتطلب حفرًا خلفيًا)	تعمل الجذوع كهوائيات/مكثفات عند الترددات العالية (>3 جيجاهرتز).	فحص بالأشعة السينية؛ سجل عمق الحفر الخلفي.	توهين الإشارة؛ مشاكل الرنين عند ترددات محددة.
محتوى الراتنج (Prepreg)	راتنج عالي (>50%)	تتطلب الطبقات الداخلية النحاسية الثقيلة المزيد من الراتنج لملء الفجوات (الفراغات) دون تغيير الفصل.	ورقة بيانات المواد؛ بيانات دورة الضغط.	انفصال الطبقات؛ فراغات؛ سمك عازل غير صحيح (خطأ في المعاوقة).
انحراف الزوج التفاضلي	< 5 ميل	الأطوال غير المتطابقة تحول الإشارات التفاضلية إلى ضوضاء الوضع المشترك.	تقرير مطابقة الطول في CAD.	فشل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)؛ أخطاء بت المستقبل.
مقاومة تفريغ الموصل	±10% من الهدف	حقل الدبابيس كثيف؛ الحفاظ على الممانعة هنا صعب ولكنه حاسم.	محاكاة بمحلل المجال ثلاثي الأبعاد.	انعكاسات عند واجهة الموصل؛ فقدان الإدخال.
نمط نسج الزجاج	106، 1080، أو زجاج منتشر	يقلل من "تأثير نسج الألياف" حيث تتوافق المسارات مع حزم الزجاج، مما يغير ثابت العزل (Dk).	ورقة مواصفات المواد.	اختلافات دورية في الممانعة؛ انحراف في الأزواج التفاضلية.
سمك قناع اللحام	0.5 – 1.0 ميل فوق المسار	يقلل قناع اللحام الممانعة بمقدار 2-3 أوم. يجب أخذ ذلك في الاعتبار عند الحساب.	مقطع عرضي.	الممانعة النهائية المقاسة أقل من المحسوبة.
قوة التقشير	> 1.0 نيوتن/مم	يمكن أن يؤدي الإجهاد الحراري العالي من وحدات تزويد الطاقة إلى رفع المسارات إذا كان الالتصاق ضعيفًا.	اختبار التقشير.	رفع الوسادة أثناء التجميع أو التشغيل.

خطوات تنفيذ التحكم في ممانعة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية (نقاط فحص العملية)

يتطلب تطبيق تحكم قوي في الممانعة تنسيقًا بين مهندس التصميم ومهندس CAM في APTPCB.

تحديد التراص الهجين:
- الإجراء: أنشئ تراصًا يعزل إشارات السرعة العالية على الطبقات الخارجية أو الداخلية ذات النحاس الرقيق. ضع مستويات الطاقة ذات النحاس الثقيل (3 أوقية+) في اللب.
- المعلمة الرئيسية: تأكد من أن سمك مادة البريبريج بين طبقات الإشارة والطبقات المرجعية كافٍ لتحقيق الممانعة المستهدفة (مثل 50 أوم) بعرض مسار قابل للتصنيع (مثل 4-6 ميل).
- فحص القبول: يؤكد مخطط التراص توزيع النحاس المتوازن.
حساب المعاوقة مع تعويض الحفر:
- الإجراء: استخدم محلل مجال (مثل Polar SI9000) لحساب عروض المسارات. يجب طرح عامل تعويض الحفر. بالنسبة للنحاس بوزن 1 أونصة، يكون الجزء العلوي من المسار أضيق من الجزء السفلي بحوالي 0.5-1.0 ميل.
- المعلمة الرئيسية: المعاوقة المستهدفة (Zo) والمعاوقة التفاضلية (Zdiff).
- فحص القبول: نتائج المحاكاة تتطابق مع الهدف ±5%.
تصميم شبكة توزيع الطاقة (PDN):
- الإجراء: قم بتوجيه مستويات الطاقة لوحدات تزويد الطاقة (PSUs) الاحتياطية. تأكد من أن مستويات الإشارة المرجعية ليست مقطوعة بفراغات الطاقة.
- المعلمة الرئيسية: حث الحلقة.
- فحص القبول: محاكاة انخفاض الجهد المستمر (DC Drop) تظهر انخفاضًا في الجهد <1%؛ معاوقة التيار المتردد مسطحة.
توزيع الموصلات (Fan-out) وتوجيه الهروب:
- الإجراء: قم بتوجيه الإشارات من دبابيس موصل وحدة تزويد الطاقة (PSU). هذه المنطقة مزدحمة. استخدم تقنيات « التضييق » (neck-down) إذا لزم الأمر (تقليل عرض المسار قليلاً)، ولكن حافظ على الطول قصيرًا لتقليل تأثير المعاوقة.
- المعلمة الرئيسية: تباعد المسارات (لتقليل التداخل).
- فحص القبول: اجتياز فحص قواعد التصميم (DRC) بدون انتهاكات لمستوى الإشارة المرجعي.
تجميع اللوحات (Panelization) ووضع الكوبونات:
- الإجراء: أضف كوبونات اختبار المعاوقة إلى منطقة النفايات باللوحة. يجب أن تحتوي هذه الكوبونات على نفس هيكل الطبقة وعرض المسار ومستويات الإشارة المرجعية تمامًا مثل اللوحة الفعلية.
- المعلمة الرئيسية: تصميم الكوبون يتطابق مع معايير IPC-2141.

فحص القبول: تتضمن ملفات CAM قسائم لكل طبقة ذات معاوقة محكومة.

التصنيع (الحفر والترقيق):
- الإجراء: يقوم المصنع بضبط الأداة الضوئية لمراعاة عامل الحفر. يستخدم الترقيق ملفات تعريف ضغط محددة لضمان ملء الراتنج للفجوات النحاسية الثقيلة دون تغيير السماكة العازلة لطبقات الإشارة.
- المعلمة الرئيسية: درجة حرارة وضغط دورة الضغط.
- فحص القبول: التحقق من المقطع العرضي يؤكد أن السماكة العازلة تتطابق مع الترتيب الطبقي.
الحفر الخلفي (إذا لزم الأمر):
- الإجراء: إزالة بقايا الفتحات غير المستخدمة على خطوط السرعة العالية.
- المعلمة الرئيسية: تحمل عمق الحفر.
- فحص القبول: اختبار الاستمرارية يؤكد الاتصال؛ الأشعة السينية تؤكد إزالة البقايا.
اختبار TDR النهائي:
- الإجراء: استخدام مقياس الانعكاس في المجال الزمني (TDR) لقياس معاوقة القسائم.
- المعلمة الرئيسية: الأوم المقاس مقابل الهدف.
- فحص القبول: يتم إنشاء تقرير النجاح/الفشل.

استكشاف أخطاء التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الزائدة (أوضاع الفشل والإصلاحات)

غالبًا ما يظهر الفشل في التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية على شكل أخطاء بيانات متقطعة أو عدم استقرار النظام أثناء دورة الطاقة.

العرض 1: قراءات معاوقة عالية (>10% فوق الهدف)

الأسباب: الحفر الزائد (المسارات ضيقة جدًا)؛ العازل أكثر سمكًا مما تم حسابه؛ قناع اللحام رقيق جدًا أو مفقود.
الفحوصات: قم بقياس عرض المسار على سطح اللوحة باستخدام مجهر. تحقق من تقرير التراص لسمك البريبريج.
الإصلاح: اضبط تعويض أداة التصوير للدفعة التالية.
الوقاية: استخدم عمليات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الخلفية (Backplane PCB) بتفاوتات حفر أكثر إحكامًا.

العرض 2: قراءات معاوقة منخفضة (<10% أقل من الهدف)

الأسباب: الحفر الناقص (المسارات عريضة جدًا)؛ العازل أرق من المتوقع (ضغط كبس مفرط)؛ ثابت العزل (Dk) للمادة أعلى من المحدد.
الفحوصات: تحليل المقطع العرضي لقياس ارتفاع العازل بين الطبقات.
الإصلاح: زيادة سمك البريبريج أو تقليل عرض المسار في التصميم.
الوقاية: حدد بوضوح "متحكم في المعاوقة" في ملاحظات التصنيع حتى يختار البائع النسيج الزجاجي الصحيح.

العرض 3: فقدان سلامة الإشارة على مسارات السرعة العالية

الأسباب: انقطاع مستوى المرجع (تتقاطع الإشارة مع انقسام في مستوى الطاقة)؛ نتوءات الفيا (Via stubs)؛ تداخل من عابرون للطاقة.
الفحوصات: مراجعة التخطيط بحثًا عن انقطاعات في مسار العودة. قم بإجراء اختبار TDR على الشبكة الفعلية (إذا أمكن) للعثور على موقع الانقطاع.
الإصلاح: أضف مكثفات ربط عبر انقسامات المستوى؛ ثقوب فيا محفورة من الخلف.
الوقاية: لا تقم أبدًا بتوجيه إشارات عالية السرعة فوق مستويات مقسمة.

العرض 4: تفكك الطبقات بالقرب من النحاس الثقيل

الأسباب: "نقص الراتنج." تدفق راتنج البريبريج إلى الفراغات بين المسارات النحاسية السميكة، مما ترك راتنجًا غير كافٍ لربط الطبقات.
الفحوصات: فحص بصري (بقع بيضاء)؛ C-SAM (مجهر صوتي).
الإصلاح: استخدام مادة prepreg ذات محتوى راتنجي عالٍ (مثل نمط 1080 أو 2116) أو طبقات متعددة.
الوقاية: موازنة توزيع النحاس (thieving) لضمان ضغط وتدفق راتنجي متساويين.

العرض 5: تباين المعاوقة على طول المسار

الأسباب: تأثير نسج الألياف (تحميل دوري)؛ تباين الحفر بسبب كثافة الطلاء.
الفحوصات: يظهر مخطط TDR "تموجات" بدلاً من خط مستقيم.
الإصلاح: توجيه المسارات بزاوية طفيفة (10-15 درجة) بالنسبة للنسيج.
الوقاية: استخدام "Spread Glass" أو التوجيه المتعرج (Zig-zag routing).

كيفية اختيار التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية (قرارات التصميم والمقايضات)

يتضمن تصميم لوحة خلفية لوحدة تزويد طاقة احتياطية الموازنة بين الأداء الحراري ودقة الإشارة.

1. اختيار المواد: Tg عالٍ مقابل فقدان منخفض

FR4 القياسي (Tg 150): الأرخص. مقبول للتحكم منخفض السرعة (I2C) وطاقة التيار المستمر. غير مناسب للإشارات عالية السرعة بسبب الفقدان وتباين Dk.
FR4 ذو Tg عالٍ (Tg 170-180): موصى به لمعظم اللوحات الخلفية لوحدات تزويد الطاقة الاحتياطية. يتحمل الدورات الحرارية لتبديل وحدات تزويد الطاقة الساخنة دون تمدد المحور Z الذي يدمر الفتحات (vias).
فقدان منخفض (مثل Megtron 6, Rogers): ضروري فقط إذا كانت اللوحة الخلفية تحمل إشارات بسرعة 25 جيجابت في الثانية أو أكثر. مكلف وأصعب في التصفيح بالنحاس السميك.

2. وزن النحاس: 1 أونصة مقابل النحاس الثقيل

طبقات الإشارة: استخدم دائمًا رقائق نحاسية بوزن 0.5 أوقية أو 1 أوقية. لا تحاول التحكم في المعاوقة على الطبقات التي تزيد عن 2 أوقية. تحمل الحفر (±1 ميل) فضفاض جدًا لخطوط 50 أوم.
طبقات الطاقة: استخدم 3 أوقية، 4 أوقية، أو حتى 6 أوقية للخطوط الرئيسية.
المقايضة: يتطلب خلط هذه الطبقات "تكوين طبقات هجين". يجب عليك التأكد من أن الشركة المصنعة يمكنها التعامل مع عدم تطابق معامل التمدد الحراري (CTE) لمنع الاعوجاج.

3. تكوين الطبقات: بناء بالقلب مقابل بناء بالرقائق

بناء بالرقائق: أرخص ويسمح بمرونة أكبر في سمك مادة البريبريج لضبط المعاوقة بدقة.
بناء بالقلب: أكثر استقرارًا من حيث الأبعاد. أفضل للوحات الخلفية ذات عدد الطبقات العالي (14+ طبقة) للحفاظ على التسجيل.

4. تقنية الموصلات: التثبيت بالضغط مقابل اللحام

التثبيت بالضغط: قياسي للوحات الخلفية. يتطلب تحملًا دقيقًا للثقوب. يجب أن يأخذ التحكم في المعاوقة في الاعتبار سعة برميل الثقب المطلي (PTH).
اللحام: نادر للوحات الخلفية الثقيلة بسبب الكتلة الحرارية (صعب اللحام).

APTPCB مراجعة شاملة لتصميم قابلية التصنيع (DFM)

س: كم يضيف التحكم في المعاوقة إلى تكلفة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية؟ A: يضيف التحكم في المعاوقة نفسه 5-10% إلى التكلفة بسبب اختبار TDR واستخدام الكوبونات. ومع ذلك، فإن التراص الهجين (خلط النحاس الثقيل والإشارات الدقيقة) المطلوب لهذه اللوحات الخلفية يمكن أن يزيد التكلفة بنسبة 30-50% مقارنة باللوحات القياسية بسبب دورات التصفيح المتخصصة والعوائد الأقل.

Q: ما هي المهلة الزمنية القياسية لتصنيع هذه اللوحات الخلفية؟ A: المهلة الزمنية القياسية هي 10-15 يوم عمل. تتوفر خيارات التسليم السريع (5-7 أيام) ولكنها محفوفة بالمخاطر للتراص الهجين المعقد حيث لا يمكن تسريع دورة ضغط التصفيح دون المخاطرة بالانفصال.

Q: هل يمكنني استخدام تراص قياسي للتحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية؟ A: نادرًا. تفترض التراصات القياسية نحاسًا بوزن 1 أونصة في جميع الأنحاء. تحتاج اللوحات الخلفية لوحدة تزويد الطاقة إلى طبقات داخلية سميكة. يجب عليك طلب تراص مخصص من المصنع قبل البدء في التخطيط.

Q: ما هي معايير القبول لاختبار المعاوقة؟ A: المعيار الصناعي هو IPC-6012 الفئة 2 أو 3. تحمل المعاوقة عادة ما يكون ±10%. بالنسبة لخطوط السرعة العالية الحرجة، يمكن طلب ±5% ولكن العوائد ستكون أقل. يجب أن تجتاز كوبونات TDR الاختبار؛ إذا فشلت الكوبونات، يتم التخلص من اللوحة عادةً.

Q: كيف يؤثر النحاس الثقيل على DFM لخطوط المعاوقة؟ A: تخلق طبقات النحاس الثقيلة تضاريس. عندما يتم وضع مادة Prepreg فوقها، قد يكون السطح للطبقة التالية غير مستوٍ. يمكن أن يؤدي تأثير "التلغراف" هذا إلى تشويه طبقات الإشارة العلوية. يستخدم خبراء لوحات الدوائر المطبوعة ذات النحاس الثقيل مواد Prepreg محددة لتسوية ذلك.

س: ما هي الملفات التي أحتاج إلى إرسالها لمراجعة DFM؟ ج: أرسل ملفات Gerber (RS-274X)، ورسمًا تفصيليًا للطبقات (يشير إلى أوزان النحاس وأنواع العوازل)، وملفات الحفر (NC Drill)، وقائمة شبكة IPC-356. حدد بوضوح الشبكات التي تتطلب التحكم في المعاوقة وقيمها المستهدفة.

س: لماذا تفشل نتائج TDR الخاصة بي عند واجهة الموصل؟ ج: الانتقال من دبوس الموصل إلى المسار هو انقطاع هندسي. بدون نمذجة ثلاثية الأبعاد دقيقة وتفريغ أرضي (anti-pads)، تكون السعة عالية جدًا، مما يتسبب في انخفاض في المعاوقة.

س: هل يمكنني توجيه خطوط المعاوقة على الطبقة السفلية للوحة خلفية (backplane)؟ ج: نعم، توجيه Microstrip شائع. ومع ذلك، غالبًا ما يتم التعامل مع اللوحات الخلفية بخشونة أو يتم إدخالها في قضبان الهيكل. المسارات المكشوفة عرضة للتلف. توجيه Stripline (الطبقة الداخلية) أكثر أمانًا ويوفر احتواءً أفضل للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI).

س: كيف أقوم بالتحقق من معاوقة PDN؟ ج: يتم التحقق من معاوقة PDN عبر المحاكاة (PowerSI, SIwave) أو باستخدام محلل شبكة متجه (VNA) على اللوحة المجمعة، وليس عبر TDR القياسي.

س: ما هو خطر "رفع الوسادة" (pad lifting) على هذه اللوحات الخلفية؟ ج: عالية. تتطلب الكتلة الحرارية للنحاس حرارة لحام عالية (أو إجهاد التثبيت بالضغط). إذا لم يكن نظام الراتنج (Tg) مرتفعًا بما فيه الكفاية، سترتفع الوسادات. تأكد من أن Tg > 170 درجة مئوية.

حاسبة المعاوقة: قم بتقدير عروض المسارات لتصميم الطبقات الخاص بك وثابت العزل الكهربائي.
تصميم طبقات لوحة الدوائر المطبوعة: تعلم كيفية موازنة طبقات الإشارة والطاقة بفعالية.
إرشادات DFM: قم بتنزيل قوائم التحقق لضمان قابلية تصنيع تصميم اللوحة الخلفية الخاص بك.

مسرد التحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية (المصطلحات الرئيسية)

المصطلح	التعريف	الأهمية للوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة
TDR (قياس الانعكاس في المجال الزمني)	تقنية قياس تستخدم نبضة لتحديد المعاوقة المميزة للمسار.	الطريقة الأساسية للتحقق من سلامة الإشارة على اللوحة الخلفية.
عامل الحفر	نسبة عمق الحفر إلى الحفر الجانبي (التقويض).	حاسم لحساب العرض الفعلي للمسار على طبقات النحاس.
بريبيرج (Prepreg)	قماش من الألياف الزجاجية مشرب بالراتنج (المرحلة B) يستخدم لربط الطبقات.	يحدد سمك العزل الكهربائي والمعاوقة؛ يجب أن يملأ الفجوات النحاسية الثقيلة.
اللب (Core)	مادة أساسية صلبة (المرحلة C) مع نحاس على كلا الجانبين.	يوفر الاستقرار الميكانيكي للوحة الخلفية.
شبكة توزيع الطاقة (PDN)	المسار الكامل من وحدة تزويد الطاقة (PSU) إلى الحمل، بما في ذلك المستويات والمكثفات.	يجب أن تكون ذات معاوقة منخفضة لمنع تموج الجهد.
المعاوقة التفاضلية	المعاوقة بين موصلين يتم تشغيلهما بإشارات ذات قطبية متعاكسة.	تستخدم للبيانات عالية السرعة (PCIe) والتحكم (PMBus) لرفض الضوضاء.
الحفر الخلفي	إزالة الجزء غير المستخدم من الثقب المطلي (جذع المسار).	يقلل انعكاس الإشارة على اللوحات الخلفية السميكة.
درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg)	درجة الحرارة التي يتحول عندها مادة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) من صلبة إلى لينة.	تتطلب درجة حرارة انتقال زجاجي عالية لتحمل حرارة وحدات تزويد الطاقة الاحتياطية.
موصل التثبيت بالضغط	موصل ذو دبابيس مرنة تُدفع في الثقوب بدلاً من لحامها.	معيار للوحات الخلفية؛ يتطلب تفاوتًا دقيقًا في طلاء الثقوب.
موازنة النحاس (Thieving)	نحاس غير وظيفي يضاف إلى المناطق الفارغة من الطبقة.	يضمن طلاءً متساويًا وسمكًا ثابتًا للعازل أثناء التصفيح.
شريط دقيق (Microstrip)	مسار موجه على طبقة خارجية مع مستوى مرجعي واحد.	أسهل في التصنيع ولكنه أكثر عرضة للضوضاء والتلف.
خط شريطي (Stripline)	مسار موجه على طبقة داخلية بين مستويين مرجعيين.	الأفضل للتحكم في التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والمعاوقة في بيئات وحدات تزويد الطاقة الصاخبة.

اطلب عرض أسعار للتحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية

لمشاريع اللوحات الخلفية المعقدة، يعد الانخراط المبكر أمرًا حيويًا. تقدم APTPCB مراجعة شاملة لتصميم قابلية التصنيع (DFM) لتحسين ترتيب الطبقات لديك لكل من توصيل الطاقة عالي التيار ومقاومة الإشارة الدقيقة.

ما يجب تضمينه في طلب عرض الأسعار الخاص بك:

ملفات Gerber: يفضل تنسيق RS-274X.
مخطط ترتيب الطبقات: حدد أوزان النحاس (مثل 1 أوقية للإشارة / 4 أوقية للطاقة) وقيم المعاوقة المستهدفة.
رسم الثقوب: أبرز الثقوب ذات التثبيت بالضغط ومتطلبات الحفر الخلفي.
الحجم: كمية النموذج الأولي مقابل تقديرات الإنتاج الضخم.
متطلبات الاختبار: حدد ما إذا كانت تقارير TDR أو فئات IPC محددة مطلوبة.

الخلاصة: الخطوات التالية للتحكم في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية

يتطلب تحقيق تحكم موثوق في معاوقة اللوحة الخلفية لوحدة تزويد الطاقة الاحتياطية نهجًا شموليًا يدمج سلامة الطاقة مع سلامة الإشارة. من خلال عزل طبقات الإشارة عن مستويات الطاقة النحاسية الثقيلة، واستخدام ترتيبات طبقات متماثلة ذات Tg عالٍ، وتطبيق تحقق TDR صارم، يمكن للمهندسين منع تلف البيانات وضمان استقرار النظام. يكمن النجاح في تفاصيل ترتيب الطبقات ودقة عملية التصنيع.