در اتصال ویاها، ویاهای آبکاری‌شده نواحی انتخاب‌شده مس را در لایه‌های مختلف PCB به هم وصل می‌کنند؛ این نواحی اغلب روی یک نت زمین هستند. طراح ممکن است از این اتصال‌ها برای پیوند دادن نواحی زمین، فراهم کردن مسیر محلی جریان بازگشت هنگام تغییر صفحه مرجع سیگنال، یا تشکیل بخشی از حصار ویا پیرامون یک ساختار RF استفاده کند. محل مناسب به کاری بستگی دارد که قرار است ویاها انجام دهند.
کار را با مسیر سیگنال و صفحه‌های مرجع آن آغاز کنید، نه با یک شبکه ثابت که در سراسر برد کپی شده باشد. لایه‌ها و نت‌های مورد اتصال را مشخص کنید، مسیر قابل‌پیمایش جریان را بررسی کنید و سپس هندسه ویا را با سازنده تأیید کنید. یک الگوی متراکم نمی‌تواند صفحه مرجع ازدست‌رفته را بازگرداند، نتیجه EMC را اثبات کند یا حوزه‌های ولتاژ نامرتبط را با ایمنی به هم وصل کند.
برای آشنایی با ساخت پایه‌ای سوراخ‌های آبکاری‌شده، به ویا در PCB چیست مراجعه کنید. تصمیم کلی‌تر درباره ترتیب لایه‌ها در طراحی stackup PCB توضیح داده شده است. این مقاله بر نحوه استفاده از اتصال ویاها و مواردی تمرکز دارد که باید پیرامون آن بررسی شوند.
نمودار مفهومی مسیرهای نت و لایه، که برای وضوح بازشده و بدون مقیاس است، همان تغییر لایه سیگنال را با اتصال نزدیک GND و اتصال دور GND مقایسه می‌کند. پیکان‌های پیوسته آبی جهت سیگنال را نشان می‌دهند؛ پیکان‌های خط‌چین سبز مسیر بازگشت مفهومی را روی دو صفحه مرجعِ یک نت و از میان ویا‌ی متصل‌کننده آن‌ها نشان می‌دهند. مسیرهای صفحه از اطراف آنتی‌پدهای ویا‌ی سیگنال عبور می‌کنند؛ برای وضوح، این مسیرها در شکل باز شده‌اند. نمای پایین نمونه مربوط به نت‌های متفاوت را حفظ می‌کند: ویا‌ی رسانا میان GND و صفحه تغذیه، منبع تغذیه را اتصال کوتاه می‌کند. این مسیرهای مفهومی مدار، راه‌حل چگالی جریان، هندسه ساخت، تعداد الزامی ویا یا اثبات عملکرد الکتریکی نیستند.
عکس واقعی از برد مداری بدون قطعات که سوراخ‌ها، مسیرها و پدهای آن دیده می‌شوند. از این نما نمی‌توان اتصال‌های میان لایه‌ها یا نقش الکتریکی سوراخ‌ها را تعیین کرد. عکس: Vishnu Mohanan / Unsplash.
ویا‌ی اتصال چیست؟
ویا‌ی اتصال بر اساس هدفش در طرح تعریف می‌شود، نه شکل منحصربه‌فرد سوراخ. این ویا ویژگی‌های مسی را در لایه‌های مختلف به هم وصل می‌کند تا رابطهای الکتریکی و عمدی میان آن‌ها برقرار شود. نمونه رایج، ویا‌ی سرتاسری آبکاری‌شده‌ای است که نواحی زمین بالا و پایین را به صفحه زمین داخلی وصل می‌کند. ساختارهای کور یا مدفون نیز در صورت پشتیبانی و مناسب بودن قابل استفاده‌اند، اما گستره لایه‌ای، توالی ساخت و هزینه آن‌ها باید برای برد واقعی بررسی شود.
ویا‌ی سیگنال سیگنال را از یک لایه به لایه دیگر می‌برد. در این بحث، ویا‌ی اتصال مس مرجع مربوط را وصل می‌کند. ممکن است هر دو نزدیک یک گذار باشند، اما جایگزین هم نیستند: وصل کردن نت سیگنال به زمین مدار را تغییر می‌دهد. ویا‌ی حرارتی برای مسیر حرارتی انتخاب می‌شود و ویا‌ی تغذیه جریان را میان ویژگی‌های تغذیه منتقل می‌کند. یک ویا ممکن است بیش از یک نقش داشته باشد، اما هر نقش همچنان به بررسی جداگانه الکتریکی، حرارتی و ساخت نیاز دارد.
مس زمین در دو لایه صرفاً به این دلیل که هر دو ناحیه در نمایشگر CAD سبز دیده می‌شوند یا برچسب نت یکسان دارند، خودبه‌خود به هم وصل نیست. پس از پرکردن دوباره نواحی مسی، گستره واقعی ویا‌ی آبکاری‌شده در لایه‌ها و اتصال‌های مسی آن را بررسی کنید. برعکس، دو ناحیه مسی مجاور را نباید فقط به این دلیل به هم وصل کرد که هر دو در نامشان «زمین» دارند. رابطه الکتریکی موردنظر، الزامات ایزولاسیون و مسیرهای جریان، تصمیم‌های طراحی هستند.
چرا تغییر لایه سیگنال به توجه نیاز دارد؟
سیگنال و جریان بازگشت آن یک مدار تشکیل می‌دهند. در فرکانس‌های بالا، توزیع جریان بازگشت به‌شدت از ساختار مرجع نزدیک و هندسه پیرامون مسیر تأثیر می‌گیرد. وقتی سیگنال لایه عوض می‌کند، نزدیک‌ترین مرجع آن نیز ممکن است تغییر کند. اگر دو ساختار مرجع روی یک نت باشند اما در لایه‌های متفاوت قرار گیرند، اتصال نزدیک میان آن‌ها می‌تواند مسیر محلی جریان بازگشت را فراهم کند، به‌جای آنکه جریان ناچار به اتکا بر اتصالی دورتر باشد.
این به آن معنا نیست که هر ویا‌ی سیگنال به تعداد یکسانی ویا‌ی زمین نیاز دارد. ابتدا صفحه‌های مرجع واقعی در ابتدا و انتهای مسیر، سرعت لبه یا محتوای فرکانسی سیگنال، هندسه محلی و اهداف عملکردی سیستم را مشخص کنید. اگر هر دو بخش مسیر، صفحه مرجع مشترک مناسبی را حفظ کنند، مسئله مسیر بازگشت با گذار میان دو صفحه جداگانه متفاوت است. ویا، آنتی‌پدها، هندسه مرجع و اتصال‌های نزدیک همچنان می‌توانند بر کل گذار اثر بگذارند و نیازمند تحلیل باشند.
سند AM65x/DRA80xM DDR Board Design and Layout Guidelines از Texas Instruments نمونه‌ای مشخص و وابسته به دستگاه ارائه می‌دهد: در صورت امکان حفظ همان صفحه مرجع را ترجیح می‌دهد و اتصال‌های نزدیک ویا را در جایی بررسی می‌کند که مرجع میان صفحه‌های یک نت تغییر می‌کند. این راهنمایی برای طراحی‌های DDR مشخص‌شده است؛ آرایش درست برای رابطی دیگر باید بر اساس همان رابط و stackup ارزیابی شود.
اگر مرجع از زمین به تغذیه تغییر کند چه؟
برای شبیه‌سازی اتصال ویا میان دو زمین، ویا‌ی رسانایی میان زمین و صفحه تغذیه قرار ندهید. چنین کاری اتصال کوتاه ناخواسته DC ایجاد می‌کند. تغییر میان نت‌های مرجع متفاوت به راهبرد مسیر بازگشت ویژه همان مدار نیاز دارد. در نمونه DDR شرکت TI، خازن‌های بای‌پس نزدیک، اتصال جایگزینی میان زمین و مراجع تغذیه مشخص‌شده فراهم می‌کنند. قطعه انتخابی، نصب آن، هندسه صفحه‌های پیرامونی و امپدانس آن در فرکانس‌های مربوط همگی اهمیت دارند.
این موضوع مجوز عبور از مانع ایزولاسیون یا اتصال دلخواه زمین‌های جداگانه با خازن نیست. الزامات ایمنی، فاصله خزشی و هوایی، جریان نشتی، نویز و معماری سیستم ممکن است هرگونه اتصال را محدود کنند. مسئول مدار و الزامات ایمنی مربوط تعیین می‌کنند چه چیزی مجاز است؛ قاعده طراحی یا دستور خودکار اتصال ویا نمی‌تواند این تصمیم را بگیرد.
چهار وضعیت که به بررسی‌های متفاوت نیاز دارند
| وضعیت طرح | پرسش نخست | اقدام احتمالی | مواردی که هنوز باید بررسی شوند |
|---|---|---|---|
| مسیر لایه عوض می‌کند اما مرجع مشترک مناسبی را حفظ می‌کند. | آیا مرجع پیرامون گذار پیوسته می‌ماند؟ | ویا‌ی سیگنال، آنتی‌پدها و هندسه مرجع اطراف را بررسی کنید. | ناپیوستگی گذار، توزیع واقعی میدان و محدودیت‌های رابط. |
| مسیر میان دو صفحه مرجع روی یک نت زمین جابه‌جا می‌شود. | آیا هر دو صفحه واقعاً روی نت موردنظر هستند و در لایه‌های مربوط به هم وصل‌اند؟ | در صورت پشتیبانی از مسیر بازگشت، اتصال نزدیک ویا‌ی زمین را بررسی کنید. | گستره لایه‌ای، فاصله‌ها، محل، مسیرهای دیگر و هدف واقعی عملکرد. |
| مسیر میان مرجع زمین و مرجع تغذیه جابه‌جا می‌شود. | مدار چه اتصالی را میان این مراجع متفاوت مجاز می‌داند؟ | راهبرد بای‌پس یا گذار مرجع تأییدشده برای همان مدار را بررسی کنید. | ایزولاسیون DC، امپدانس وابسته به فرکانس، نصب قطعه و اعتبارسنجی سیستم. |
| کنار مسیر RF مسی متصل به زمین وجود دارد. | آیا هندسه یک ساختار خط انتقال طراحی‌شده است و جریان بازگشت از کجا می‌گذرد؟ | اتصال‌های زمین یا حصار ویا را به‌عنوان بخشی از طرح کامل RF ارزیابی کنید. | امپدانس، رفتار میدان، کوپلینگ، تلفات و اندازه‌گیری‌های RF مربوط. |
این جدول ابزار بازبینی است، نه دستور افزودن تعداد مشخصی سوراخ. صرف نام مشترک نت ثابت نمی‌کند که پس از تولید خروجی ساخت، هر ناحیه مسی اتصال موردنظر را دارد. شکل واقعی صفحه‌ها، فاصله‌ها و گستره ویا را بررسی کنید.
حصار ویا چیست؟
حصار ویا ردیف یا الگویی از ویاهاست که همراه نواحی مسی برای اثرگذاری بر مرز الکترومغناطیسی طرح به‌کار می‌رود. برای مثال، موجبر هم‌صفحه زمین‌شده شامل رسانای سیگنال، مس زمین مجاور و صفحه مرجع است؛ حصار می‌تواند به‌عنوان بخشی از این ساختار، زمین مجاور را به مرجع وصل کند. Analog Devices در سند PCBs Layout Guidelines for RF & Mixed-Signal حصارهای ویا‌ی زمین را در کنار موجبر هم‌صفحه نشان می‌دهد. سند IW416 Design Guide شرکت NXP نیز اتصال ناحیه زمین را برای طراحی RF خاص خود نشان می‌دهد.
حصار دیوار فلزی یکپارچه نیست. میدان‌ها می‌توانند از شکاف‌ها عبور کنند و پیرامون ساختار امتداد یابند؛ نتیجه به مسیر، stackup، فلز نزدیک، ابعاد و فاصله ویاها، انتهاها و بازه فرکانسی بستگی دارد. حصار در لبه برد لزوماً معادل محفظه شیلدینگ با اتصال درست نیست. از روش طراحی، شبیه‌سازی یا اندازه‌گیری متناسب با مسئله واقعی ایزولاسیون و انتشار استفاده کنید.
ممکن است با قواعد فاصله‌گذاری برحسب کسری از طول موج یا یک فاصله ثابت روبه‌رو شوید. آن‌ها را فرض‌های اولیه برای هندسه‌ای مشخص بدانید، نه حدود پذیرش همگانی. فاصله پیشنهادی فروشنده قطعه RF برای یک شیلد یا برد ارزیابی، فاصله ایمن محصول دیگری را تعیین نمی‌کند. شکاف‌های عملی را نیز در نظر بگیرید: کانکتورها، برش‌های مکانیکی، سوراخ‌های نصب و تغییرات مس مرجع می‌توانند یک ردیف منظم را قطع کنند.
تخمین طول موج، مشخصه حصار نیست
برای تقریب ساده microstrip، طول موج هدایت‌شده را می‌توان با رابطه λg ≈ c / (f × √εeff) تخمین زد؛ در این رابطه c سرعت نور، f فرکانس و εeff گذردهی مؤثر ساختار انتشار موردنظر است. سند NXP با عنوان High frequency design considerations، شماره AN12298، توضیح می‌دهد که چرا مقدار مؤثر microstrip هم به زیرلایه و هم به هوای پیرامون وابسته است. این مقدار لزوماً برابر ثابت دی‌الکتریک حجمی درج‌شده در برگه مشخصات لمینیت نیست.
صرفاً برای نمونه، f = 2.5 GHz، مقدار فرضی εeff = 3.0 و c ≈ 300 mm/ns را در نظر بگیرید. طول موج فضای آزاد حدود 120 mm است، درحالی‌که طول موج هدایت‌شده تخمینی 120 / √3 ≈ 69 mm است. این ورودی‌ها فرضی‌اند و اندازه‌گیری یک برد نیستند. آن‌ها نشان می‌دهند چرا استفاده از طول موج فضای آزاد به‌تنهایی می‌تواند گمراه‌کننده باشد؛ این مثال گام طراحی، سطح شیلدینگ یا نتیجه انطباق به دست نمی‌دهد.
فاصله پیشنهادی را در سه گام انتخاب کنید:
- پهنای باند ارزیابی را تعیین کنید. از سرعت لبه‌ها و باندهای کاری واقعی رابط استفاده کنید؛ فرکانس اصلی کلاک به‌تنهایی ممکن است محتوای مرتبط با لبه‌های سریع را در بر نگیرد.
- ساختار را مشخص کنید. stackup، مرزهای مس و حالت انتشار مرتبط را شناسایی کنید. حفره صفحه‌ای یا محفظه ممکن است با حالت microstrip مسیر تفاوت داشته باشد. در محدوده شرایط اعلام‌شده، هندسه طرح مرجع قابل‌اعمال قطعه را ترجیح دهید.
- کل گزینه را اعتبارسنجی کنید. گام، فاصله از مسیر یا لبه برد و شکاف‌ها را با هم و با استفاده از مدل الکترومغناطیسی یا اندازه‌گیری مناسب اهداف پروژه بررسی کنید. فاصله‌های ساخت و محدودیت‌های سوراخ‌کاری را نیز در همان بازبینی بسنجید.
پیش و پس از ایجاد خودکار الگوی ویا
- نت موردنظر، گستره لایه‌ای و نواحی مسی لازم برای اتصال را مشخص کنید. تأیید کنید کدام حوزه‌های ولتاژ و مرزهای ایزولاسیون باید جدا بمانند.
- قالب ویا‌ی سازگار با ساخت و محدوده یا ردیفی را که الگو می‌تواند اشغال کند انتخاب کنید. هدف را ثبت کنید: بازگشت محلی، اتصال صفحه‌ها یا مرز RF.
- پس از جانمایی، مس را دوباره پر کنید و هر لایه متأثر را بررسی کنید. تماس واقعی پدها با صفحه‌ها را کنترل کنید و آنتی‌پدهای لایه‌های غیرمتصل را از نظر شکاف، باریک‌شدن مس مرجع یا آسیب به فاصله ایزولاسیون بررسی کنید.
- بررسی‌های مرتبط اتصال، فاصله و سوراخ‌کاری را اجرا کنید و سپس داده‌های ترسیم‌شده مس و سوراخ را بازبینی کنید. ویاهای متصل‌نشده را حذف یا بررسی کنید؛ شبکه‌ای که دیده می‌شود اثبات اتصال مفید نیست.
- الگو و تنظیمات تأییدشده را همراه بازنگری طراحی نگه دارید. اگر بازتولید خودکار هندسه را تغییر داد، بررسی‌های وابسته به آن را تکرار کنید.
فرمان‌ها و سلسله‌مراتب قواعد با محصول و نسخه CAD تفاوت دارند. بررسی‌های بالا مشخص می‌کنند چه چیزهایی باید کنترل شوند؛ آن‌ها فرض نمی‌کنند که ابزار خاصی نت، لایه‌ها یا مسیر بازگشت درست را خودکار انتخاب می‌کند.
آیا اتصال ویاهای بیشتر همیشه برد را بهتر می‌کند؟
خیر. افزودن ویاها می‌تواند نواحی مسی مفید را وصل کند، اما هر سوراخ فضای مسیریابی را اشغال و فاصله‌های مس اطراف را تغییر می‌دهد. فاصله ناخواسته اطراف یک ویا می‌تواند صفحه مرجع را باریک کند یا ساختار امپدانس کنترل‌شده را تغییر دهد. سوراخ‌های نزدیک، حلقه‌های حلقوی کوچک، فاصله از لبه برد و فرایند سوراخ‌کاری انتخاب‌شده بر قابلیت ساخت اثر می‌گذارند. تیم طراحی باید پس از اعمال فاصله‌های CAD و قواعد ساخت، کل الگو را ارزیابی کند.
شبکه منظم ویاهای زمین می‌تواند اتصال نواحی بزرگ را آسان کند، اما جای بررسی محلی یک تغییر لایه بحرانی را نمی‌گیرد. همچنین، قراردادن ویاها در امتداد شکاف صفحه به‌طور خودکار بازگشت پیوسته‌ای درست زیر مسیری که از شکاف می‌گذرد ایجاد نمی‌کند. هرجا ممکن است مرجع پیوسته را حفظ کنید یا مسیر یا stackup را تغییر دهید؛ اگر گسستگی اجتناب‌ناپذیر است، مسیر بازگشت مجاز و اثر آن بر سیستم را صریحاً ارزیابی کنید.
از الگوی اتصال ویا به‌جای دیکاپلینگ قطعات، اتصال زمین حفاظتی، تحلیل حرارتی، طراحی شیلدینگ یا آزمون نهایی EMC استفاده نکنید. این وظایف ممکن است با اتصال‌های زمین تعامل داشته باشند، اما الزامات متفاوتی دارند و باید در زمینه خود ارزیابی شوند.
بازبینی فرضی یک برد چهارلایه
فرض کنید طراح، سیگنال دیجیتال پرسرعتی را روی لایه بالا مسیریابی می‌کند و صفحه زمین داخلی مرجع آن است. سپس سیگنال به لایه پایین می‌رود؛ صفحه زمین داخلی دیگری مرجع موردنظر آن را فراهم می‌کند. هر دو صفحه به یک نت زمین تأییدشده تعلق دارند. تیم درباره گذار نگران است، اما طرح اولیه نزدیک ویا‌ی سیگنال اتصال محلی میان دو صفحه ندارد.
تیم می‌تواند تصمیم را به‌ترتیب بررسی کند:
- stackup واقعی را تأیید کند: هر دو لایه مرجع را شناسایی کند و مطمئن شود در هر دو سوی گذار، مس مرجع مناسب نزدیک مسیر سیگنال وجود دارد.
- بررسی کند که آیا واقعاً قرار است دو صفحه مرجع روی یک نت وصل شوند. بسنجد آیا الزامات ایزولاسیون، بخش‌بندی یا کنترل جریان بازگشت این تصمیم را تغییر می‌دهند.
- ویا‌ی نزدیک اتصال زمین با گستره لایه‌ای که دو صفحه را وصل کند ارزیابی کند. فاصله‌های سیگنال و زمین، آنتی‌پدها و فضای لازم برای ساخت مطمئن را بررسی کند.
- پس از بازتولید قواعد طراحی و نواحی مسی، خروجی مس و سوراخ‌کاری را بررسی کند. نمادی که در ظاهر درست است کافی نیست اگر فاصله‌ای غیرمنتظره مس موردنظر را جدا کند. اگر اتصال وجود ندارد، نت تخصیص‌یافته و گستره لایه‌ای را بررسی کند، حذف پد، فاصله صفحه‌ها و تنظیمات نواحی را بسنجد، طرح تأییدشده را اصلاح کند، نواحی را دوباره پر کند و بررسی اتصال و خروجی ساخت را تکرار کند.
- گذار را بر اساس برنامه یکپارچگی سیگنال و EMC رابط ارزیابی کند. بسته به محصول، این کار ممکن است شامل بازبینی، شبیه‌سازی، اندازه‌گیری یا ترکیبی از آن‌ها باشد؛ تصویر طرح نتیجه آزمون نیست.
اگر یکی از صفحه‌های مرجع به نت تغذیه تغییر کند، گام سوم را با راهبرد گذار مرجع تأییدشده برای همان مدار که در بالا توضیح داده شد جایگزین کنید. این مثال فرضی است؛ طراحی مشتری را توصیف نمی‌کند و انطباق را تضمین نمی‌کند.
انتخاب‌های ساخت و مونتاژ چگونه بر ویاهای اتصال اثر می‌گذارند؟
stackup و داده‌های سوراخ‌کاری را در اختیار سازنده بگذارید تا ویا واقعاً لایه‌های موردنظر را وصل کند. ویژگی‌های آبکاری‌شده یا بدون آبکاری را دقیق مشخص کنید، در صورت استفاده گستره ویاهای سرتاسری، کور یا مدفون را تعیین کنید و اندازه نهایی سوراخ و تلرانس‌ها را طبق قواعد ساخت پروژه بررسی کنید. اتصال متراکم ویاها می‌تواند تعداد سوراخ‌کاری را افزایش دهد و بر بهره‌وری پنل یا هزینه اثر بگذارد، اما اثر به توالی و فرایند ساخت بستگی دارد؛ به‌جای فرض هزینه اضافی ثابت، ارزیابی ویژه پروژه را درخواست کنید.
فاصله مس تا سوراخ، حلقه حلقوی، فاصله در صفحه‌های مجاور و فاصله تا لبه نهایی برد را کنترل کنید. از سازنده بخواهید ثبت سوراخ‌کاری و تلرانس سوراخ نهایی را نسبت به حلقه‌ها و فاصله‌های لایه‌های متأثر ارزیابی کند؛ مقادیر مجاز به ساختار و فرایند بستگی دارند. ویا‌ی زمین که از یک لایه تغذیه می‌گذرد باید فاصله مشخص‌شده از آن لایه را داشته باشد. همچنین اگر ویا قرار است صفحه زمین خاصی را وصل کند، اطمینان یابید فاصله یا تنظیم ساخت، اتصال پد به صفحه را حذف نمی‌کند. فهرست نت الکتریکی و داده مس ترسیم‌شده باید با هم سازگار باشند.
پرداخت سطح نیز اهمیت دارد. ویا‌ی باز، ویا‌ی پوشیده با ماسک، ویا‌ی مسدودشده، پرشده یا پرشده و درپوش‌گذاری‌شده، گزینه‌های ساخت متفاوتی هستند. وقتی ویا‌ی اتصال نزدیک پدهای قابل لحیم‌کاری قرار دارد، بازبینی مونتاژ باید بازشوهای ماسک لحیم و فرایند موردنظر را در نظر بگیرد. فرض نکنید ویا‌ی پوشیده با ماسک پر یا آب‌بندی شده است، یا همه ویاهای نزدیک قطعه به یک روش نیاز دارند. اگر ویا در پد قطعه قرار گیرد، پروژه ممکن است به تصمیم‌های بیشتری درباره پرکردن و مسطح‌سازی نیاز داشته باشد؛ برای این موضوع جداگانه به ساخت via-in-pad مراجعه کنید.
مقایسه تغییر پیشنهادی اتصال ویا
وقتی عملکرد اهمیت دارد، طرح اولیه و پیشنهادی را با برنامه‌ای که تیم طراحی توافق کرده است مقایسه کنید. برای نمونه، دو ساختار آزمون نماینده می‌توانند stackup، مسیر سیگنال، راه‌اندازی کانکتور و چیدمان اندازه‌گیری یکسان داشته باشند و آرایش محلی موردنظر ویا به‌عنوان تغییر مستند ثبت شود. پیش از نتیجه‌گیری، هندسه ساخته‌شده را بررسی و بازنگری بردها را مشخص کنید.
اندازه‌گیری متناسب با پرسش را انتخاب کنید: اندازه‌گیری کالیبره TDR یا تحلیلگر شبکه می‌تواند برای مقایسه گذار یا کانال مشخص مفید باشد، درحالی‌که آزمون انتشار تشعشعی به سیستم و چیدمان آزمون مناسب نیاز دارد. وقتی مقایسه مستقیم مدنظر است، فیکسچرها، صفحه‌های مرجع، کالیبراسیون، بازه فرکانسی و حدود پذیرش را یکسان نگه دارید. اگر تصمیم به تکرارپذیری وابسته است، تغییرات ساخت را در برنامه بگنجانید. این مقایسه فرضی نتیجه‌ای را القا نمی‌کند و قبولی اندازه‌گیری کوپن به‌تنهایی انطباق EMC محصول را اثبات نمی‌کند.
چه چیزهایی باید برای بازبینی ارسال شود؟
بسته ساخت جاری، فهرست نت، stackup، اطلاعات سوراخ‌کاری و گستره لایه‌ای، الزامات امپدانس کنترل‌شده و نقشه‌ای شامل مسیرهای مربوط، صفحه‌های مرجع و هر حصار یا الگوی اتصال ویا را بفرستید. مشخص کنید کدام نواحی مسی مجاز به اتصال‌اند، کدام حوزه‌ها باید جدا بمانند و تیم چه نوع بازبینی می‌خواهد: بررسی ساخت‌پذیری، محاسبه امپدانس یا بازبینی گسترده‌تر یکپارچگی سیگنال. این‌ها دامنه‌های جداگانه‌اند.
برای گفت‌وگو درباره پروژه‌ای مشخص، درخواست قیمت کنید یا با تیم تماس بگیرید. گزینه‌های ساخت و خروجی‌های موردنیاز را برای ساختار واقعی توافق کنید. سازنده می‌تواند ساخت‌پذیری و اطلاعات ارائه‌شده را بررسی کند؛ مرجع طراحی محصول همچنان مسئول مدار، تصمیم‌های ایزولاسیون و صلاحیت‌سنجی در سطح سیستم است.
پرسش‌های متداول
آیا در PCB دولایه به ویاهای اتصال نیاز است؟
وقتی نواحی منتخب مس در دو طرف به اتصال الکتریکی عمدی نیاز دارند، این ویاها می‌توانند مفید باشند. نیاز یک طرح خاص به آن‌ها و محلشان به مسیرهای سیگنال، هندسه مس، محدودیت‌های مونتاژ و الزامات عملکرد بستگی دارد. برد دولایه با ویاهای بیشتر نیز به مسیرهای بازگشت قابل‌استفاده و پیوستگی کافی صفحه‌ها نیاز دارد.
آیا ویا‌ی اتصال می‌تواند جریان زیادی حمل کند؟
ویا‌ی آبکاری‌شده می‌تواند جریان را عبور دهد، اما ظرفیت جریان یک ساختار خاص به هندسه، آبکاری، افزایش دما، توزیع جریان و مس پیرامونی آن بستگی دارد. اندازه اسمی سوراخ یا تعداد عمومی ویاهای اتصال برای تعیین جریان نامی ایمن کافی نیست. اتصال واقعی و شرایط کاری مربوط را تحلیل کنید.
آیا حصار ویا کاهش EMI را تضمین می‌کند؟
خیر. حصاری که به‌درستی طراحی و متصل شده باشد می‌تواند بخشی از راهبرد RF یا EMC باشد، اما اثرش به کل ساختار و بازه فرکانسی بستگی دارد. برد را همراه قطعات، کانکتورها، کابل‌ها، محفظه و شرایط آزمون ارزیابی کنید.
منابع
- Texas Instruments، AM65x/DRA80xM DDR Board Design and Layout Guidelines، SPRACI2A، بازنگری مارس 2019: گذارهای صفحه مرجع برای رابطهای DDR مشخص‌شده.
- Analog Devices، PCBs Layout Guidelines for RF & Mixed-Signal، 2011: نمونه‌های موجبر هم‌صفحه زمین‌شده و حصار ویا.
- NXP Semiconductors، IW416 Design Guide، AN13125، بازنگری 1، 26 مه 2021: نمونه‌های اتصال ناحیه زمین RF ویژه محصول.
- NXP Semiconductors، High frequency design considerations، AN12298، دسامبر 2018: گذردهی مؤثر microstrip و زمینه طول موج هدایت‌شده.