دو مسیر در یک زوج تفاضلی می‌توانند هم‌طول باشند و با این حال تأخیرهای انتشار متفاوتی داشته باشند. یکی از عوامل احتمالی، اثر بافت شیشه است: هادی‌ها در لمینیت از محیط‌های دی‌الکتریک موضعی اندکی متفاوت عبور می‌کنند. در یک مسیر طولانی، این تفاوت می‌تواند به اسکوی زمانی میان سیگنال‌های مثبت و منفی زوج منجر شود.
وقتی رابط حاشیه زمانی محدودی دارد، ارزیابی این اثر ارزشمند است. این اثر یکی از علت‌های احتمالی اسکیو است، نه نتیجه‌ای که بتوان از یک اندازه‌گیری ناموفق گرفت. مسیرهای داخل پکیج، کانکتورها، ویاها و عدم تقارن در مسیریابی نیز باید بررسی شوند.
بافت لمینیت چگونه می‌تواند بر سیگنال اثر بگذارد
بسیاری از لمینیت‌های PCB از پارچه بافته‌شده شیشه‌ای در یک سیستم رزینی استفاده می‌کنند. دسته‌های غنی از شیشه و فضاهای غنی از رزین خواص دی‌الکتریک متفاوتی دارند. یک مسیر صرفاً با یک نقطه بسیار کوچک از ماده برهم‌کنش ندارد، اما تغییرات موضعی در کامپوزیت می‌توانند محیط انتشار مؤثر آن را تغییر دهند.
دو پارچه شیشه‌ای که برای تقویت کامپوزیت‌ها به کار می‌روند. این دو، تفاوت‌های بافت را نشان می‌دهند؛ عکس، نوع پارچه PCB یا یک لمینیت نهایی را مشخص نمی‌کند.
اگر دو هادی نزدیک به هم در طول مسیر خود با این تغییرات به شکل متفاوتی مواجه شوند، تأخیرهای انباشته آن‌ها می‌تواند متفاوت باشد. نتیجه به ساختار واقعی دی‌الکتریک، هندسه مسیر، موقعیت آن نسبت به بافت، جهت مسیریابی و دیگر ویژگی‌های کانال بستگی دارد. راهنمای ثابت دی‌الکتریک این خاصیت ماده را در سطحی گسترده‌تر توضیح می‌دهد؛ یک مقدار توده‌ای در دیتاشیت به‌تنهایی تمامی نواحی موضعی زیر یک مسیر را توصیف نمی‌کند.
چرا جهت‌گیری و ساختار اهمیت دارند
زوجی را در نظر بگیرید که بخش طولانی آن تقریباً در امتداد یکی از جهت‌های بافت پارچه قرار دارد. بسته به موقعیت نسبی مسیرها و پارچه، دو هادی ممکن است با نسبت‌های متفاوتی از نواحی غنی از شیشه و غنی از رزین مواجه شوند. تغییر زاویه مسیر، این رابطه را در طول مسیر تغییر می‌دهد؛ اما همه عوامل دیگر مؤثر بر تأخیر را حذف نمی‌کند.
پارچه تنها بخشی از استکاپ است. دی‌الکتریک بالا و پایین لایه سیگنال، تعداد و آرایش لایه‌های پارچه، هندسه هادی و ساختارهای مرجع بر محیط الکترومغناطیسی واقعی اثر می‌گذارند. به همین دلیل، به‌جای انتخاب مجزای یک نوع پارچه از یک فهرست، درباره ساختار پرس‌شده پیشنهادی در لایه بحرانی پرس‌وجو کنید.
دو برد با ابعاد خارجی یکسان نیز در صورت تفاوت جهت‌گیری پنل تولید یا ماده، می‌توانند رابطه متفاوتی میان طرح مدار و پارچه داشته باشند. اگر طراحی به فرضی درباره جهت‌گیری وابسته است، آن فرض را در اطلاعات تحویلی درج و تأیید آن را دریافت کنید.
طول، اسکیو و امپدانس را از هم تفکیک کنید
تطبیق طول یک بررسی در چیدمان است. اسکوی درون‌زوجی اختلاف تأخیر میان دو عضو یک زوج است. اسکوی بین‌زوجی، زوج‌های جداگانه را با هم مقایسه می‌کند. این بررسی‌ها به هم مرتبط‌اند، اما جایگزین یکدیگر نیستند.
به همین ترتیب، کوپن امپدانس تفاضلی به پرسشی متفاوت از اندازه‌گیری تأخیر P/N پاسخ می‌دهد. قرار گرفتن نتیجه در محدوده مشخص‌شده امپدانس ثابت نمی‌کند که کانال کامل، بودجه زمانی خود را برآورده می‌کند. راهنمای مسیریابی زوج تفاضلی مجموعه گسترده‌تری از تصمیم‌های چیدمان، از جمله صفحات مرجع و گذارها را پوشش می‌دهد.
| مشاهده | چه چیزی را نشان می‌دهد | بررسی بعدی |
|---|---|---|
| طول‌های ترسیم‌شده P و N یکسان‌اند | به یکی از منابع هندسی عدم تطابق رسیدگی شده است. | سهم مسیریابی، ساختار، پکیج‌ها و کانکتورها در تأخیر را بررسی کنید. |
| امپدانس تفاضلی روی یک کوپن تأیید می‌شود | ساختار آزمایش‌شده تحت شرایط آزمون اعلام‌شده، آن الزام امپدانس را برآورده کرده است. | زمان‌بندی را به‌طور جداگانه روی ساختارهای نماینده کانال بحرانی بررسی کنید. |
| تأخیر P/N در یک مسیر اندازه‌گیری‌شده متفاوت است | کانال اندازه‌گیری‌شده در صفحات مرجع انتخاب‌شده اختلاف تأخیر دارد. | پیش از نسبت دادن علت، مسیرهای دیگر، هندسه، فیکسچرها و ساختارها را مقایسه کنید. |
پیش از انتخاب راهکار کاهش اثر، الزام زمانی را تعیین کنید
الزام را در مستندات مربوط به قطعه و رابط پیدا کنید و صفحات مرجع را مشخص کنید. تعیین کنید که حد مشخص‌شده فقط برای برد اعمال می‌شود یا برای کانالی بزرگ‌تر که پکیج‌ها، کانکتورها و سایر ساختارها را نیز در بر می‌گیرد. یک قاعده چیدمان برد تنها زمانی مفید است که با آن الزام کامل سازگار باشد.
اسکوی مجاز P/N را در آن صفحات مرجع ثبت کنید و مشخص کنید کدام بخش‌های کانال در آن لحاظ شده‌اند. برآوردها و عدم‌قطعیت مربوط به هندسه و ماده برد، ساختارهای اتصال ورودی و خروجی و هرگونه سهم پکیج یا کانکتور در آن محدوده را پیگیری کنید. سهم‌ها می‌توانند علامت‌های متفاوتی داشته باشند؛ خنثی شدن آن‌ها در یک برآورد اسمی، وجود حاشیه کافی در برابر تغییرات تولید را تضمین نمی‌کند. برای طراحی واقعی از مستندات رابط و یک روش مورد توافق مبتنی بر بدترین حالت یا روش آماری استفاده کنید.
چرا یک موقعیت کوپن می‌تواند گمراه‌کننده باشد
در مواردی که بررسی ایجاب می‌کند، ساختارهای نماینده را در چند موقعیت مقایسه و جهت‌گیری و ساختار آن‌ها را ثبت کنید. یک کوپن منفرد که اتفاقاً موقعیت نسبی مطلوبی را نمونه‌برداری می‌کند، می‌تواند تغییرات نقاط دیگر را پنهان کند؛ برعکس، یک نتیجه نامطلوب منفرد نیز توزیع نتایج را برای همه پنل‌ها مشخص نمی‌کند.
گزینه‌هایی برای بررسی با سازنده
هیچ زاویه یا نوع شیشه‌ای وجود ندارد که برای همه کانال‌ها راه‌حل باشد. تغییرات پیشنهادی را با توجه به استکاپ واقعی و الزام زمانی مقایسه کنید:
| اقدام پیشنهادی | هدف احتمالی | موازنه یا پرسشی که باید روشن شود |
|---|---|---|
| مشخص کردن ساختاری با شیشه گسترده‌شده | کاهش ناهمگنی موضعی در دی‌الکتریک پیشنهادی | آیا ماده دقیق و ساختار پرس‌شده موردنظر در دسترس است و چه شواهدی آن را تأیید می‌کند؟ |
| تنظیم زاویه مسیر یا جهت‌گیری پنل | تغییر نحوه عبور مسیر از ویژگی‌های بافت پارچه | آیا با چیدمان و پنل سازگار است و زاویه آن نسبت به بافت واقعی چقدر است؟ |
| تغییر آرایش لایه‌های دی‌الکتریک | بررسی یک ساختار مؤثر متفاوت | ضخامت نهایی، امپدانس، لمینیشن و مواد موجود چگونه تغییر می‌کنند؟ |
| تغییر هندسه زوج | برآورده کردن مجموعه الزامات مسیریابی و الکتریکی | آیا زوج اصلاح‌شده همچنان محدودیت‌های امپدانس، فاصله‌گذاری و سایر محدودیت‌های چیدمان را برآورده می‌کند؟ |
این اقدامات گزینه‌هایی مستقل از یکدیگر نیستند. تغییر ساختار دی‌الکتریک می‌تواند به بازبینی امپدانس نیاز داشته باشد و تغییر مسیریابی می‌تواند بر طول، فضای موردنیاز و گذارها اثر بگذارد. از سازنده و تیم یکپارچگی سیگنال بخواهید گزینه‌های کامل را مقایسه کنند و ساختارهای قابل ارائه و کنترل‌های مربوط به جایگزینی را تأیید کنند. راهنمای کور و پری‌پرگ توضیح می‌دهد که این اجزای استکاپ چگونه در کنار هم قرار می‌گیرند.
یک بررسی فرضی
یک تیم طراحی، زوج تفاضلی پرسرعت و طولانی‌ای دارد. ابزار CAD آن طول‌های مسیریابی‌شده را برابر گزارش می‌کند، اما اندازه‌گیری نمونه اولیه تأخیرهای نابرابر P/N را نشان می‌دهد. تیم پیش از تغییر لمینیت، صفحات مرجع اندازه‌گیری و فیکسچر را بررسی می‌کند؛ سپس سهم کانکتور و پکیج، هندسه خروجی از پین‌ها، ویاها و بخش‌های نامتقارن مسیر را بازبینی می‌کند.
اگر تغییرات ماده همچنان محل نگرانی باشد، تیم می‌تواند برای ساختارهای آزمون نماینده روی لایه و با ساختار مربوطه برنامه‌ریزی کند. مقایسه می‌تواند به بررسی سهم احتمالی بافت کمک کند؛ یک کوپن یا یک عدد اسکیو، خاصیت عمومی ماده را تعیین نمی‌کند و علت خرابی یک کانال را نیز اثبات نمی‌کند. برای برنامه‌ریزی گسترده‌تر کوپن‌ها، کوپن‌های آزمون PCB را ببینید.
بررسی را به یک برنامه اندازه‌گیری تبدیل کنید
- پرسش را تعریف کنید. تصمیم بگیرید که نگرانی فوری، کانال کامل است، سهم زمانی اختصاص‌یافته به خود برد است یا مقایسه استکاپ‌های پیشنهادی. صفحات مرجع مربوطه و الزام پذیرش را تعیین کنید.
- ساختارهای نماینده را انتخاب کنید. لایه بحرانی، هندسه هادی و ساختار را مشخص کنید. در صورت امکان، برای مقایسه در بیش از یک موقعیت و جهت‌گیری برنامه‌ریزی کنید؛ از جمله ساختارهایی که به تفکیک اثرات ماده از تفاوت‌های هندسی شناخته‌شده کمک می‌کنند.
- ساخت را ثبت کنید. اطلاعات ماده و لایه‌های پارچه، لایه، موقعیت پنل و جهت‌گیری نسبت به پارچه را، در صورت دسترسی، حفظ کنید. هرگونه جایگزینی تأییدشده را یادداشت کنید.
- اندازه‌گیری را مستند کنید. پهنای باند تجهیزات، فیکسچر، کالیبراسیون یا حذف اثر فیکسچر و روش استخراج تأخیر را مشخص کنید. تأخیر P/N و امپدانس تفاضلی را جداگانه، همراه با صفحات مرجع، ثبت کنید.
- مقایسه و بررسی کنید. تفاوت‌ها را در ساختارها و ساخت‌های برنامه‌ریزی‌شده جست‌وجو کنید. پیش از تعیین علت، چیدمان، ساختارهای اتصال ورودی و خروجی، تنظیمات آزمون و ساختار ماده را بازبینی کنید. تصمیم بگیرید که آیا برای تصمیم‌گیری پروژه به کانال‌ها، پنل‌ها یا لات‌های بیشتری نیاز است یا خیر.
یک ساختار آزمون می‌تواند بدون آنکه مدل کاملی از همه مسیرها باشد، از بررسی پشتیبانی کند. موارد تفاوت آن با کانال محصول را مستند کنید، به‌ویژه در خروجی از پین‌ها، گذارها و کانکتورها.
چه مواردی را در اطلاعات تحویلی بگنجانیم
الزام رابط و بخشی از بودجه زمانی آن را که به برد اختصاص یافته است ارسال کنید. زوج‌ها و لایه‌های بحرانی، مسیرهای تقریبی، الزامات امپدانس، استکاپ پیشنهادی و هرگونه محدودیت جهت مسیریابی را مشخص کنید. از سازنده بخواهید ماده و ساختار پری‌پرگ، اطلاعات موجود درباره پارچه، جهت‌گیری پنل و کنترل‌های جایگزینی را تأیید کند.
پیش از انتشار برای تولید، درباره نیاز به ساختارهای نماینده، داده‌های اندازه‌گیری یا تأییدهای تکمیلی توافق کنید. اگر تغییری در ساختار پیشنهاد شد، اثر آن را بر سایر الزامات از جمله ضخامت، امپدانس و دسترس‌پذیری نیز بررسی کنید. راهنمای انتخاب مواد PCB ما موازنه‌های گسترده‌تر را پوشش می‌دهد.
برای بررسی یک استکاپ مشخص و گزینه‌های موجود برای آن، درخواست قیمت دهید یا با APTPCB تماس بگیرید.