பிசிபி அளவைக் குறைக்க சிறிய சர்க்யூட் போர்டுகளை வடிவமைப்பதற்கான உதவிக்குறிப்புகள் மற்றும் நுட்பங்கள்

எந்தவொரு மின்னணு தயாரிப்புக்கும், இது ஒரு சிக்கலான மொபைல் போன் அல்லது வேறு எளிய குறைந்த விலை எலக்ட்ரானிக்ஸ் பொம்மையாக இருந்தாலும், அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டுகள் (பிசிபி) ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். ஒரு தயாரிப்பு மேம்பாட்டு சுழற்சியில், வடிவமைப்பு செலவு மேலாண்மை என்பது ஒரு பெரிய பிரச்சினை மற்றும் பிசிபி என்பது BOM இல் மிகவும் புறக்கணிக்கப்பட்ட மற்றும் விலையுயர்ந்த அங்கமாகும். ஒரு சுற்றுக்கு பயன்படுத்தப்படும் வேறு எந்த கூறுகளையும் விட பிசிபி செலவாகும், எனவே பிசிபி அளவைக் குறைப்பது எங்கள் தயாரிப்பின் அளவைக் குறைப்பது மட்டுமல்லாமல் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் உற்பத்தி செலவுகளையும் குறைக்கும். ஆனால், பிசிபி அளவை எவ்வாறு குறைப்பது என்பது மின்னணு உற்பத்தியில் ஒரு சிக்கலான கேள்வி, ஏனெனில் பிசிபியின் அளவு சில விஷயங்களைச் சார்ந்தது மற்றும் அதன் வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த கட்டுரையில், பிசிபி அளவைக் குறைக்க வடிவமைப்பு நுட்பங்களை விவரிப்போம் பரிமாற்றங்கள் மற்றும் அதற்கான சாத்தியமான தீர்வுகளை ஒப்பிடுவதன் மூலம்.

ட்ராக் ஸ்பேஸ் மற்றும் உபகரண இடைவெளியைக் குறைப்பதற்கான மல்டி லேயர் பிசிபி

அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டில் உள்ள முக்கிய இடம் ரூட்டிங் மூலம் எடுக்கப்படுகிறது. முன்மாதிரி நிலைகள், சுற்று சோதிக்கப்படும் போதெல்லாம், ஒரு அடுக்கு அல்லது அதிகபட்ச இரட்டை அடுக்கு பிசிபி போர்டைப் பயன்படுத்துகிறது. இருப்பினும், பெரும்பாலான நேரங்களில், சுற்று SMD (மேற்பரப்பு மவுண்ட் சாதனங்கள்) ஐப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகிறது, இது வடிவமைப்பாளரை இரட்டை அடுக்கு சுற்று பலகையைப் பயன்படுத்தும்படி கட்டாயப்படுத்துகிறது. பலகையை இரட்டை அடுக்கில் வடிவமைப்பது அனைத்து கூறுகளுக்கும் மேற்பரப்பு அணுகலைத் திறக்கிறது மற்றும் தடயங்களை திசைதிருப்ப பலகை இடங்களை வழங்குகிறது. பலகை அடுக்கு இரண்டு அடுக்குகளை விட அதிகமாக அதிகரித்தால் பலகை மேற்பரப்பு மீண்டும் அதிகரிக்கலாம், எடுத்துக்காட்டாக, நான்கு அல்லது ஆறு அடுக்குகள். ஆனால், ஒரு குறைபாடு உள்ளது. இரண்டு, நான்கு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அடுக்குகளைப் பயன்படுத்தி போர்டு வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தால், ஒரு சுற்று சோதனை, பழுதுபார்ப்பு மற்றும் மறுவேலை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் பெரும் சிக்கலை உருவாக்குகிறது.

எனவே, முன்மாதிரி கட்டத்தில் பலகை நன்கு சோதிக்கப்பட்டால் மட்டுமே பல அடுக்குகள் (நான்கு அடுக்குகள் முக்கியமாக) சாத்தியமாகும். பலகை அளவைத் தவிர, ஒரு பெரிய ஒற்றை அல்லது இரட்டை அடுக்கு பலகையில் ஒரே சுற்றுவட்டத்தை வடிவமைப்பதை விட வடிவமைப்பு நேரமும் மிகக் குறைவு.

பொதுவாக, பவர் தடயங்கள் மற்றும் தரை திரும்பும் பாதை நிரப்பு அடுக்குகள் உயர் தற்போதைய பாதைகளாக அடையாளம் காணப்படுகின்றன, இதனால் அவற்றுக்கு தடிமனான தடயங்கள் தேவைப்படுகின்றன. அந்த உயர் தடயங்களை TOP அல்லது கீழ் அடுக்குகளில் திசைதிருப்பலாம் மற்றும் குறைந்த தற்போதைய பாதைகள் அல்லது சமிக்ஞை அடுக்குகளை நான்கு அடுக்குகளில் PCB களில் உள் அடுக்குகளாகப் பயன்படுத்தலாம். கீழே உள்ள படம் 4 அடுக்கு பிசிபியைக் காட்டுகிறது.

ஆனால் பொதுவான பரிமாற்றங்கள் உள்ளன. மல்டிலேயர் பிசிபியின் விலை ஒற்றை அடுக்கு பலகைகளை விட அதிகமாக உள்ளது. எனவே, ஒற்றை அல்லது இரட்டை அடுக்கு பலகையை நான்கு அடுக்குகளாக பிசிபியாக மாற்றுவதற்கு முன் செலவு நோக்கத்தை கணக்கிடுவது அவசியம். ஆனால் அடுக்குகளின் எண்ணிக்கையை அதிகரிப்பது குழுவின் அளவை வியத்தகு முறையில் மாற்றக்கூடும்.

காப்பர் தடிமன் மாற்றுவதன் மூலம் வெப்ப சிக்கல்களை நிர்வகித்தல்

உயர் மின்னோட்ட சுற்று வடிவமைப்புகளுக்கு பிசிபி மிகவும் பயனுள்ள வழக்கை வழங்குகிறது, இது பிசிபியில் வெப்ப மேலாண்மை ஆகும். ஒரு பிசிபி சுவடு வழியாக அதிக மின்னோட்டம் பாயும் போது, ​​அது வெப்பச் சிதறல்களை அதிகரிக்கிறது மற்றும் பாதைகளில் எதிர்ப்பை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், உயர் நடப்பு பாதைகளை நிர்வகிப்பதற்கான பிரத்யேக தடிமனான தடயங்களைத் தவிர, பிசிபியின் முக்கிய நன்மை பிசிபி வெப்ப மூழ்கிகளை உருவாக்குவதாகும். எனவே, சுற்று வடிவமைப்பு வெப்ப மேலாண்மைக்கு கணிசமான அளவு பிசிபி செப்புப் பகுதியைப் பயன்படுத்துகிறது அல்லது அதிக மின்னோட்ட தடயங்களுக்கு பெரிய இடங்களை ஒதுக்குகிறது என்றால், செப்பு அடுக்கு தடிமன் அதிகரிப்பதன் மூலம் பலகையின் அளவைக் குறைக்கலாம்.

IPC2221A இன் படி, ஒரு வடிவமைப்பாளர் தேவையான தற்போதைய பாதைகளுக்கு குறைந்தபட்ச சுவடு அகலத்தைப் பயன்படுத்த வேண்டும், ஆனால் மொத்த சுவடு பகுதிக்கு கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். பொதுவாக, பி.சி.பிக்கள் 1Oz (35um) செப்பு அடுக்கு தடிமன் கொண்டவை. ஆனால் தாமிரத்தின் தடிமன் அதிகரிக்க முடியும். எனவே, எளிய கணிதத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், தடிமன் 2Oz (70um) ஆக இரட்டிப்பாக்கப்படுவதால் சுவடு அளவை பாதி பரந்த அதே தற்போதைய திறனாக குறைக்க முடியும். இது தவிர, 2Oz செப்பு தடிமன் பிசிபி அடிப்படையிலான வெப்ப மூழ்கும் நன்மை பயக்கும். 4Oz முதல் 10Oz வரையிலான கனமான செப்புத் திறனும் கிடைக்கிறது.

இதனால், செப்பு தடிமன் அதிகரிப்பது பிசிபி அளவைக் குறைக்கிறது. இது எவ்வாறு பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்று பார்ப்போம். பிசிபி சுவடு அகலத்தைக் கணக்கிடுவதற்கான ஆன்லைன் அடிப்படையிலான கால்குலேட்டர் கீழே உள்ள படம்.

சுவடு வழியாக பாயும் மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு 1A ஆகும். தாமிரத்தின் தடிமன் 1 Oz (35 um) ஆக அமைக்கப்பட்டுள்ளது. சுவடுகளின் வெப்பநிலை 25 டிகிரி செல்சியஸ் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் 10 டிகிரி இருக்கும். IPC2221A தரத்தின்படி சுவடு அகலத்தின் வெளியீடு-

இப்போது, ​​அதே விவரக்குறிப்பில், செப்பு தடிமன் அதிகரித்தால், சுவடு அகலத்தை குறைக்கலாம்.

தேவைப்படும் தடிமன் மட்டுமே-

உபகரண தொகுப்பு தேர்வு

ஒரு சுற்று வடிவமைப்பில் கூறு தேர்வு ஒரு முக்கிய விஷயம். எலக்ட்ரானிக்ஸில் ஒரே மாதிரியான ஆனால் வேறுபட்ட தொகுப்பு கூறுகள் உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக,.125 வாட் மதிப்பீட்டைக் கொண்ட ஒரு எளிய மின்தடை 0402, 0603, 0805, 1210 போன்ற பல்வேறு தொகுப்புகளில் கிடைக்கும்.

பெரும்பாலும், முன்மாதிரி பிசிபி 0805 அல்லது 1210 மின்தடைகளைப் பயன்படுத்தும் பெரிய கூறுகளையும், துருவப்படுத்தப்படாத மின்தேக்கிகளையும் பொதுவானதை விட அதிக அனுமதியுடன் பயன்படுத்துகிறது, ஏனெனில் கையாளுவது, சாலிடர், மாற்றுவது அல்லது சோதிப்பது எளிதானது. ஆனால் இந்த தந்திரோபாயம் ஒரு பெரிய அளவிலான போர்டு இடத்தைக் கொண்டிருக்கிறது. உற்பத்தி கட்டத்தின் போது, கூறுகளை ஒரே மதிப்பீட்டில் சிறிய தொகுப்பாக மாற்றலாம் மற்றும் போர்டு இடத்தை சுருக்கலாம். அந்த கூறுகளின் தொகுப்பு அளவை நாம் குறைக்க முடியும்.

ஆனால் நிலைமை எந்த தொகுப்பை தேர்வு செய்வது? 0402 ஐ விட சிறிய தொகுப்புகளைப் பயன்படுத்துவது நடைமுறைக்கு மாறானது, ஏனெனில் உற்பத்திக்கு கிடைக்கக்கூடிய நிலையான தேர்வு மற்றும் இட இயந்திரங்கள் 0402 ஐ விட சிறிய SMD தொகுப்புகளைக் கையாள வரம்புகளைக் கொண்டிருக்கலாம்.

சிறிய கூறுகளின் மற்றொரு குறைபாடு சக்தி மதிப்பீடு. 0603 ஐ விட சிறிய தொகுப்புகள் 0805 அல்லது 1210 ஐ விட மிகக் குறைந்த மின்னோட்டத்தைக் கையாளக்கூடியவை. எனவே, சரியான கூறுகளைத் தேர்ந்தெடுக்க கவனமாக பரிசீலிக்க வேண்டும். அத்தகைய சந்தர்ப்பத்தில், பிசிபி அளவைக் குறைக்க சிறிய தொகுப்புகளைப் பயன்படுத்த முடியாத போதெல்லாம், ஒருவர் தொகுப்பு தடம் திருத்தலாம் மற்றும் முடிந்தவரை கூறுகளின் திண்டுகளை சுருக்கலாம். வடிவமைப்பாளரால் கால்தடங்களை மாற்றுவதன் மூலம் விஷயங்களை கொஞ்சம் இறுக்கமாக கசக்கிவிடலாம். வடிவமைப்பு சகிப்புத்தன்மை காரணமாக, கிடைக்கக்கூடிய இயல்புநிலை தடம் என்பது தொகுப்புகளின் எந்த பதிப்பையும் வைத்திருக்கக்கூடிய பொதுவான தடம். எடுத்துக்காட்டாக, 0805 தொகுப்புகளின் தடம் 0805 க்கு முடிந்தவரை பல மாறுபாடுகளை உள்ளடக்கும் வகையில் தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது. உற்பத்தி திறன் வேறுபாட்டின் காரணமாக வேறுபாடுகள் நிகழ்கின்றன.வெவ்வேறு நிறுவனங்கள் வெவ்வேறு உற்பத்தி இயந்திரங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை ஒரே 0805 தொகுப்புக்கு வெவ்வேறு சகிப்புத்தன்மையைக் கொண்டிருந்தன. எனவே, இயல்புநிலை தொகுப்பு கால்தடங்கள் தேவையை விட சற்று பெரியவை.

குறிப்பிட்ட கூறுகளின் தரவுத்தாள்களைப் பயன்படுத்தி ஒருவர் தடம் கைமுறையாகத் திருத்தலாம் மற்றும் தேவைக்கேற்ப திண்டு அளவைக் குறைக்கலாம்.

SMD அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைடிக் மின்தேக்கிகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் போர்டின் அளவைக் குறைக்கலாம், ஏனென்றால் அவை ஒரே மதிப்பீட்டைக் கொண்ட துளை வழியாக உள்ள கூறுகளை விட சிறிய விட்டம் கொண்டதாகத் தோன்றின.

புதிய வயது காம்பாக்ட் இணைப்பிகள்

மற்றொரு விண்வெளி-பசி கூறு இணைப்பிகள். இணைப்பிகள் பெரிய பலகை இடத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் தடம் அதிக விட்டம் கொண்ட பட்டைகளையும் பயன்படுத்துகிறது. தற்போதைய மற்றும் மின்னழுத்த மதிப்பீடுகள் அனுமதித்தால் இணைப்பு வகைகளை மாற்றுவது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

இணைப்பான் உற்பத்தி நிறுவனம், எடுத்துக்காட்டாக, மோலெக்ஸ் அல்லது வூர்த் எலெக்ட்ரானிக்ஸ் அல்லது வேறு எந்த பெரிய நிறுவனங்களும் எப்போதும் பல அளவு அடிப்படையிலான ஒரே வகை இணைப்பிகளை வழங்குகின்றன. எனவே, சரியான அளவைத் தேர்ந்தெடுப்பது செலவையும் போர்டு இடத்தையும் மிச்சப்படுத்தும்.

மின்தடை நெட்வொர்க்குகள்

முக்கியமாக மைக்ரோகண்ட்ரோலர் அடிப்படையிலான வடிவமைப்பில், தொடர் பாஸ் மின்தடையங்கள் மைக்ரோகண்ட்ரோலரை ஐஓ ஊசிகளின் வழியாக அதிக மின்னோட்ட ஓட்டத்திலிருந்து பாதுகாக்க எப்போதும் தேவைப்படுகின்றன. எனவே, 8 க்கும் மேற்பட்ட மின்தடையங்கள், சில நேரங்களில் 16 க்கும் மேற்பட்ட மின்தடையங்கள் தொடர் பாஸ் மின்தடைகளாக பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். இவ்வளவு பெரிய எண்ணிக்கையிலான மின்தடையங்கள் பிசிபியில் அதிக இடத்தை சேர்க்கின்றன. மின்தடை நெட்வொர்க்குகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்த சிக்கலை தீர்க்க முடியும். ஒரு எளிய 1210 தொகுப்பு அடிப்படையிலான மின்தடை நெட்வொர்க் 4 அல்லது 6 மின்தடையங்களுக்கான இடத்தை சேமிக்க முடியும். கீழே உள்ள படம் 1206 தொகுப்பில் 5 மின்தடையாகும்.

நிலையான தொகுப்புகளுக்கு பதிலாக அடுக்கப்பட்ட தொகுப்புகள்

பல டிரான்சிஸ்டர்கள் அல்லது வெவ்வேறு நோக்கங்களுக்காக இரண்டு MOSFET கள் தேவைப்படும் வடிவமைப்புகள் ஏராளமாக உள்ளன. தனிப்பட்ட டிரான்சிஸ்டர்கள் அல்லது மோஸ்ஃபெட்ஸைச் சேர்ப்பது அடுக்கப்பட்ட தொகுப்புகளைப் பயன்படுத்துவதை விட அதிக இடத்தை ஏற்படுத்தும்.

ஒரே தொகுப்பில் பல கூறுகளைப் பயன்படுத்தும் பலவிதமான விருப்பங்கள் உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, இரட்டை மோஸ்ஃபெட் அல்லது குவாட் மோஸ்ஃபெட் தொகுப்புகள் கிடைக்கின்றன, அவை ஒரே ஒரு மோஸ்ஃபெட்டின் இடத்தை எடுத்துக்கொள்கின்றன, மேலும் அவை பெரிய அளவிலான போர்டு இடத்தை சேமிக்கக்கூடும்.

இந்த தந்திரங்களை கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு கூறுகளுக்கும் பயன்படுத்தலாம். இது ஒரு சிறிய போர்டு இடத்திற்கு வழிவகுக்கிறது மற்றும் போனஸ் புள்ளி, சில நேரங்களில் அந்த கூறுகளின் விலை தனிப்பட்ட கூறுகளைப் பயன்படுத்துவதை விட குறைவாக இருக்கும்.

மேலே உள்ள புள்ளிகள் பிசிபி அளவைக் குறைப்பதற்கான சாத்தியமான வழியாகும். இருப்பினும், செலவு, சிக்கலானது மற்றும் பிசிபி அளவு எப்போதும் சில முக்கியமான முடிவு தொடர்பான பரிமாற்றங்களைக் கொண்டுள்ளது. இலக்கு பயன்பாட்டைப் பொறுத்து அல்லது குறிப்பிட்ட இலக்கு சுற்று வடிவமைப்புக்கு சரியான பாதையை ஒருவர் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.