ডবল সাইডেড পিসিবি বনাম একক এবং বহুস্তর: সুবিধা এবং স্তর নির্বাচন নির্দেশিকা

পিসিবি স্তরের সিদ্ধান্ত: খরচ, ঘনত্ব এবং কর্মক্ষমতা

প্রতিটি সার্কিট বোর্ড ডিজাইন একটি মৌলিক পছন্দ দিয়ে শুরু হয়: কতগুলি পরিবাহী স্তর প্রয়োজন। দ একতরফা বনাম দ্বিমুখী পিসিবি প্রশ্ন হল রাস্তার প্রথম কাঁটা, এবং দ্বিমুখী থেকে মাল্টিলেয়ারের ধাপটি দ্বিতীয়। প্রতিটি লাফ খরচ, জটিলতা এবং ক্ষমতা যোগ করে। একটি একক পার্শ্বযুক্ত বোর্ড সমস্ত তামাকে এক মুখের উপর রাখে, প্রতিটি সিগন্যাল ট্রেসকে ক্রসিং ছাড়াই কম্পোনেন্ট লিডের চারপাশে নেভিগেট করতে বাধ্য করে। ক দ্বিমুখী পিসিবি একটি দ্বিতীয় তামার স্তর যোগ করে এবং দুটিকে গর্তের মাধ্যমে ধাতুপট্টাবৃত দিয়ে সংযুক্ত করে, উপলব্ধ রাউটিং এলাকাকে মোটামুটি দ্বিগুণ করে। একটি মাল্টিলেয়ার বোর্ড ডেডিকেটেড পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড প্লেন সহ চার, ছয় বা তার বেশি স্তর স্তুপ করে, একটি উল্লেখযোগ্য মূল্য প্রিমিয়ামে সিগন্যালের অখণ্ডতা এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্যকে রূপান্তরিত করে।

এই গাইড এর মাধ্যমে কাজ করে দ্বিমুখী পিসিবি vs multilayer PCB এবং একতরফা বনাম দ্বিমুখী পিসিবি ব্যবহারিক শর্তে তুলনা: প্রতি বর্গ সেন্টিমিটার খরচ, ঘনত্বের মাধ্যমে, সর্বাধিক উপাদান পিন গণনা, এবং EMI নিয়ন্ত্রণ। শেষ পর্যন্ত, আপনি একটি পরিষ্কার হবে PCB স্তর নির্বাচন গাইড যা পণ্যের বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক চাহিদার সাথে বোর্ডের জটিলতার সাথে মেলে, স্ট্যাকআপে অতিরিক্ত প্রকৌশলী না করে।

সিঙ্গেল সাইডেড বনাম ডাবল সাইডেড পিসিবি: প্রথম বড় ধাপ

একটি একক পার্শ্বযুক্ত PCB হল একটি সাবস্ট্রেট — প্রায় সবসময়ই FR-4 বা ফেনোলিক কাগজ — শুধুমাত্র একপাশে তামার ফয়েল থাকে। কম্পোনেন্টগুলি তামাবিহীন দিকের দিকে বসে থাকে এবং সীসাগুলি সোল্ডারযুক্ত প্যাডগুলিতে প্রবেশ করে। সমস্ত রাউটিং সেই একক তামার স্তরে ঘটে, যা যেকোন ট্রেসকে একটি চক্কর নিতে বা শূন্য-ওহম জাম্পার তার ব্যবহার করতে বাধ্য করে। এটি কম-জটিল সার্কিটের জন্য কাজ করে: মুষ্টিমেয় বিচ্ছিন্ন উপাদান, একটি LED বোর্ড, বা একটি সাধারণ সেন্সর ইন্টারফেস সহ একটি পাওয়ার সাপ্লাই। যে মুহুর্তে একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার, একটি RF বিভাগ বা একটি ঘন সংযোগকারী পরিকল্পিতভাবে প্রবেশ করে, একক পার্শ্বযুক্ত রাউটিং অব্যবহারিক বা অসম্ভব হয়ে যায়।

দ দ্বিমুখী পিসিবি advantages ওভার একতরফা মাধ্যমে শুরু. একটি দ্বিতীয় তামার স্তর যোগ করে এবং ছিদ্রগুলির মধ্যে প্রলেপ দিয়ে, সংকেতগুলি যে কোনও সময়ে উপরে থেকে নীচের স্তরে যেতে পারে। একজন ডিজাইনার অসম্ভব ইঁদুরের বাসা ছাড়া উচ্চ-ঘনত্বের BGA বা QFP প্যাকেজ রুট করতে পারেন। দ্বৈত পার্শ্বযুক্ত বোর্ডগুলি একটি স্তরে গ্রাউন্ড ফিল করার অনুমতি দেয়, যা সিগন্যাল রিটার্ন পাথকে উন্নত করে এবং বিকিরণ করা শব্দ কমায় - একক পার্শ্বযুক্ত ডিজাইনে একটি ক্ষমতা অনুপস্থিত। দ্বিতীয় স্তর এবং ধাতুপট্টাবৃত গর্ত যোগ করার জন্য খরচ জরিমানা হয় সাধারণত 30% থেকে 60% একটি সমতুল্য একতরফা বোর্ডের উপরে, একটি প্রিমিয়াম যা জাম্পার তারগুলি, ম্যানুয়াল সমাবেশের সময় এবং নির্ভরযোগ্যতার ঝুঁকিগুলি কিনে নেয়৷

ডাবল সাইডেড পিসিবি বনাম মাল্টিলেয়ার পিসিবি: যখন দুটি স্তর যথেষ্ট হওয়া বন্ধ করে

দ দ্বিমুখী পিসিবি vs multilayer PCB থ্রেশহোল্ড অতিক্রম করা হয় যখন সিগন্যালের অখণ্ডতা, শক্তি বন্টন বা উপাদানের ঘনত্ব দুটি তামার প্লেনকে অভিভূত করে। একটি দ্বিমুখী বোর্ড শক্তি এবং স্থলকে সংকেতের সাথে রাউটিং স্থান ভাগ করে নিতে বাধ্য করে, প্রায়শই উপাদানগুলির চারপাশে চর্বিযুক্ত চিহ্নগুলি বুনতে থাকে। এটি উচ্চ লুপ ইন্ডাকট্যান্স, ভোল্টেজ ড্রপ এবং ক্রসস্ট্যাক তৈরি করে। একটি চার-স্তর বোর্ড - সবচেয়ে সহজ মাল্টিলেয়ার - সাধারণত অভ্যন্তরীণ স্তরগুলিকে একটি কঠিন স্থল সমতল এবং একটি পাওয়ার প্লেনে উৎসর্গ করে। এটি প্রতিটি সিগন্যালের প্রত্যাবর্তন পথকে সরাসরি ট্রেসের সংলগ্ন করে, লুপ এরিয়া হ্রাস করে এবং বিকিরণিত নির্গমন 10 ডিবি বা তার বেশি খণ্ডিত স্থল ভরাট সহ একটি দ্বি-স্তর বিন্যাসের তুলনায়।

মাল্টিলেয়ার বোর্ডগুলি উচ্চ পিন-কাউন্ট বিজিএ এবং ঘন মেমরি ইন্টারফেসগুলি পরিচালনা করে যার জন্য মাইক্রোস্ট্রিপ বা স্ট্রিপলাইন ইম্পিডেন্স নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। একটি দ্বি-স্তর বোর্ডে একটি DDR3 বা DDR4 মেমরি বাস সময় বজায় রেখে রুট করা প্রায় অসম্ভব; কবর দেওয়া রেফারেন্স প্লেন সহ চার বা ছয় স্তর হল বেসলাইন। এই ক্ষমতার জন্য মূল্য খাড়া: একটি চার স্তর বোর্ড খরচ 2 থেকে 3 বার একটি দ্বি-স্তর সমতুল্য যতটা, এবং সীসা সময় প্রসারিত হয় কারণ ল্যামিনেশন চক্র সংখ্যাবৃদ্ধি করে। দ্বিমুখী থেকে মাল্টিলেয়ারে যাওয়ার সিদ্ধান্তটি একটি স্পষ্ট প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা দ্বারা চালিত হওয়া উচিত - এমন ধারণার দ্বারা নয় যে আরও স্তরগুলি সর্বদা ভাল।

ডবল সাইডেড পিসিবি সুবিধা: কেন দুটি স্তর শিল্পের বেসলাইন থেকে যায়

দ দ্বিমুখী পিসিবি advantages রাউটিং ত্রাণ অতিক্রম প্রসারিত. খরচ সবচেয়ে সুস্পষ্ট. একটি দ্বি-স্তর বোর্ড একটি একক ল্যামিনেশন চক্র, স্ট্যান্ডার্ড ডাবল-পার্শ্বযুক্ত কপার-ক্লাড ল্যামিনেট এবং একটি সরল ড্রিল-প্লেট-এচ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। অভ্যন্তরীণ স্তর নিবন্ধন এবং স্তরায়ণ পদক্ষেপের অনুপস্থিতি ফলন বেশি এবং দাম কম রাখে। ক জন্য 100 × 100 মিমি বোর্ড FR-4 এ 1 oz তামার সাথে , দশ টুকরার একটি দ্বিমুখী প্রোটোটাইপ ব্যাচের দাম $50 এর নিচে হতে পারে, যখন একটি চার-স্তর সমতুল্য প্রায়ই $150 ছাড়িয়ে যায়।

রিওয়ার্ক এবং ডিবাগিং দুটি স্তরে সহজ। প্রতিটি ট্রেস দুটি বাইরের পৃষ্ঠের একটিতে দৃশ্যমান; এমন কোন সমাহিত সংকেত নেই যার জন্য অনুসন্ধানের জন্য এক্স-রে প্রয়োজন। একটি ট্রেস কাটা বা একটি bodge তারের যোগ করা আবশ্যক, অ্যাক্সেস তুচ্ছ. বিপরীতে, চার-স্তর বোর্ডে একটি অভ্যন্তরীণ স্তরের ট্রেস পরিবর্তন করা কার্যকরভাবে অসম্ভব। এই দৃশ্যমানতা আনয়ন এবং ত্রুটি-সন্ধানকে ত্বরান্বিত করে, যে কারণে অনেক ডেভেলপমেন্ট বোর্ড এবং প্রুফ-অফ-কনসেপ্ট প্রোটোটাইপ দুই-স্তর থেকে যায় এমনকি যখন চূড়ান্ত পণ্য উচ্চতর স্তর গণনায় চলে যেতে পারে। দ দ্বিমুখী পিসিবি applications এর থেকে সবচেয়ে বেশি উপকৃত হয় যারা মাঝারি জটিলতা, শক্তিশালী খরচ সংবেদনশীলতা এবং দ্রুত পুনরাবৃত্তির প্রয়োজন — ভোক্তা যন্ত্রপাতি নিয়ন্ত্রণ, LED ড্রাইভার এবং শিল্প সেন্সর ইন্টারফেস।

ডবল সাইডেড পিসিবি অসুবিধাগুলি: আপনি যে সীমাগুলিকে আঘাত করবেন

স্বীকার দ্বিমুখী পিসিবি disadvantages শক্তি তালিকা হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ. প্রথম সীমা শক্তি বিতরণ। একটি ডেডিকেটেড প্লেন ছাড়া, ট্রেস বরাবর কারেন্ট সরবরাহ করে যা সিগন্যালের সাথে স্তর ভাগ করে। এটি লোডে ভোল্টেজের ঢেউ উৎপন্ন করে এবং দম্পতিরা কাছাকাছি জালের দিকে আওয়াজ করে। একটি মাইক্রোকন্ট্রোলার যা একটি পরিষ্কার 3.3V রেলের দাবি করে তা পর্যায়ক্রমিক রিসেটের শিকার হতে পারে যদি একটি উচ্চ-কারেন্ট মোটর ড্রাইভার স্টার গ্রাউন্ডিং ছাড়াই একই তামার স্তর ভাগ করে। একটি ফোর-লেয়ার বোর্ডে, একটি কঠিন শক্তির প্লেন যেকোনো বিন্দুতে উপ-10 mΩ প্রতিবন্ধকতা প্রদান করে; একটি দ্বি-স্তর বোর্ডে, 0.5 মিমি প্রশস্ত ট্রেসের মাধ্যমে একই সংযোগ প্রদর্শন করতে পারে শত শত মিলিওহম এবং corresponding voltage droop.

ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (ইএমআই) দুটি স্তরে ধারণ করা কঠিন। একটি স্তরে একটি অবিচ্ছিন্ন গ্রাউন্ড প্লেন সাহায্য করে, কিন্তু যদি বিপরীত দিকটি অবশ্যই রাউটিং এর জন্য ব্যবহার করা হয়, সেই সমতলে যেকোন স্লট বা বিভাজন একটি স্লট অ্যান্টেনা তৈরি করে। গ্রাউন্ড রিটার্ন পাথের ফাঁক দিয়ে একটি উচ্চ-গতির সংকেত পাস করার ফলে কম ফ্রিকোয়েন্সিতে EMC পরীক্ষা ব্যর্থ হতে পারে 30 MHz . একমাত্র সমাধান হল গ্রাউন্ড প্লেনগুলিকে ভিয়াস দিয়ে সেলাই করা এবং সমালোচনামূলক সংকেতগুলিকে বিরতি থেকে দূরে রাখা - একটি সীমাবদ্ধতা যা উপাদানের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে অসম্ভব হয়ে যায়। যখন একটি বোর্ড বিকিরণিত নির্গমন পরীক্ষায় ব্যর্থ হয় এবং ফেরাইট বা শিল্ডিং দিয়ে ডিবাগ করা যায় না, তখন মূল কারণটি প্রায়ই একটি অপর্যাপ্ত স্থল কাঠামো যা শুধুমাত্র একটি মাল্টিলেয়ার স্ট্যাকআপ ঠিক করতে পারে।

কখন ডাবল সাইডেড পিসিবি ব্যবহার করবেন: একটি ব্যবহারিক সিদ্ধান্ত টেবিল

দ question of কখন ডবল সাইডড পিসিবি ব্যবহার করবেন কয়েকটি পরিমাপযোগ্য থ্রেশহোল্ড দিয়ে উত্তর দেওয়া যেতে পারে। যদি নকশাটি নীচের সমস্ত মানদণ্ড পূরণ করে, একটি দ্বি-স্তর বোর্ড সম্ভবত সঠিক পছন্দ; যদি একাধিক মানদণ্ড ব্যর্থ হয়, তবে এটি মাল্টিলেয়ার বিবেচনা করার সময়। সারণীটি ন্যূনতম কার্যকর স্তর গণনার জন্য সাধারণ প্রকল্পের পরামিতিগুলিকে ম্যাপ করে৷

এই টেবিল এছাড়াও ফ্রেম দ্বিমুখী পিসিবি vs multilayer PCB সীমানা একটি 48-পিন QFP মাইক্রোকন্ট্রোলার, কয়েকটি অপ-অ্যাম্প এবং কিছু সংযোগকারী সহ একটি বোর্ড সাধারণত দুটি স্তরে পরিষ্কারভাবে রুট করে। একটি 256-বল BGA FPGA-এর জন্য সেই QFP অদলবদল করুন এবং দ্বি-স্তর বিকল্পটি অদৃশ্য হয়ে যায় — বলের ভিতরের সারিগুলি কেবল পালাতে পারে না। দ পিসিবি স্তরগুলি কীভাবে চয়ন করবেন প্রক্রিয়া শুরু হয় ব্রেকআউট সম্ভাব্যতা এবং সংকেত অখণ্ডতার এই সৎ মূল্যায়নের সাথে, "আরো স্তর আরও পেশাদার" এর জন্য একটি ডিফল্ট অগ্রাধিকার দিয়ে নয়।

পিসিবি স্তরগুলি কীভাবে চয়ন করবেন: একটি পাঁচ-পদক্ষেপ নির্বাচন নির্দেশিকা

একটি কাঠামোগত PCB স্তর নির্বাচন গাইড একটি অপ্রয়োজনীয় জটিল স্ট্যাকআপের অপচয় এবং একটি বোর্ডের বেদনাদায়ক পুনরায় ঘূর্ণন উভয়ই প্রতিরোধ করে যা শুরু থেকে চার স্তরের হওয়া উচিত ছিল। ক্রমানুসারে এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন:

1. উপাদানগুলির মধ্যে বোর্ড প্রান্ত অতিক্রম করা আবশ্যক সিগন্যালের সর্বাধিক সংখ্যা গণনা করুন৷ যদি সর্বোচ্চ ঘনত্বের ক্ষেত্রে একটি একক স্তরে সংলগ্ন প্যাডগুলির মধ্যে দুটির বেশি ট্রেসের প্রয়োজন হয়, একটি দ্বিতীয় স্তর বাধ্যতামূলক। যদি গণনা দুটি স্তর পরিচালনা করতে পারে তার চেয়ে বেশি হয়, চারটিতে যান।
2. শুধুমাত্র ঘড়ির ফ্রিকোয়েন্সি নয়, দ্রুততম সংকেত প্রান্তের হার সনাক্ত করুন। একটি 1 মেগাহার্টজ সিগন্যালে একটি 1 এনএস উত্থান সময়ের সাথে 50 মেগাহার্টজ ঘড়ির মতোই সুরেলা বিষয়বস্তু থাকে। এজ রেট কম থাকলে 2 এনএস , নিয়ন্ত্রিত প্রতিবন্ধকতা ট্রেস এবং একটি ক্রমাগত রেফারেন্স প্লেন সংকেত অখণ্ডতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। এটি নকশাটিকে চারটি স্তরের দিকে ঠেলে দেয়।
3. পাওয়ার ডেলিভারি নেটওয়ার্ক মূল্যায়ন করুন। যদি বোর্ডে উপরে শীর্ষ স্রোত সহ দুইটির বেশি ভোল্টেজ রেল থাকে 1A প্রতিটি , এবং যদি ভোল্টেজের লহর অবশ্যই 50 mV-এর নিচে থাকে, তাহলে মাল্টিলেয়ার বোর্ডে একটি ডেডিকেটেড পাওয়ার প্লেন হল সবচেয়ে পরিষ্কার সমাধান। দুটি স্তর সাবধানে ট্রেস সাইজিং এবং ডিকপলিং এর সাথে কাজ করতে পারে তবে লেআউট প্রচেষ্টা এবং পুনরায় কাজের ঝুঁকি বেশি।
4. বাজেট এবং উত্পাদন ভলিউম পরীক্ষা করুন। প্রোটোটাইপ এবং কম-ভলিউম বিল্ডের জন্য, চার স্তরের খরচ জরিমানা তুচ্ছ হতে পারে। উচ্চ-ভলিউম ভোক্তা পণ্যগুলির জন্য, প্রতি বোর্ডে $0.80 এবং $2.40 এর মধ্যে পার্থক্য দ্রুত লক্ষ লক্ষ পর্যন্ত যোগ করে। ডবল সাইড বোর্ড জয়ী হয় যখন প্রযুক্তিগত কর্মক্ষমতা পর্যাপ্ত হয় এবং ইউনিট খরচ প্রাথমিক চালক হয়।
5. সিএডিতে লেআউট পরীক্ষা করুন। একটি দ্বি-স্তর বসানো শুরু করুন এবং সবচেয়ে সীমাবদ্ধ এলাকায় রুট করার চেষ্টা করুন। আপনি যদি ডিজাইনের নিয়ম লঙ্ঘন না করে বা খণ্ডিত গ্রাউন্ড প্লেন তৈরি না করে রাউটিং সম্পূর্ণ করতে না পারেন, তাহলে বোর্ড আপনাকে বলে যে এটির আরও স্তর প্রয়োজন। ভৌত বিন্যাস প্রচেষ্টা, একটি পূর্ব ধারণা না, চূড়ান্ত সালিস হতে দিন.

এই পিসিবি স্তরগুলি কীভাবে চয়ন করবেন পদ্ধতি খরচের বিপরীতে বৈদ্যুতিক প্রয়োজনীয়তা ভারসাম্য রাখে। দ দ্বিমুখী পিসিবি applications যেটি পাস করে সমস্ত পাঁচটি ধাপ বিস্তৃত: মোটর কন্ট্রোলার, এলইডি অ্যারে, সেন্সর হাব, হোম অটোমেশন গেটওয়ে এবং পাওয়ার টুল নিয়ন্ত্রণগুলি নির্ভরযোগ্যভাবে দুটি স্তরে কাজ করে। যে বোর্ডগুলি দ্বিতীয় ধাপে ব্যর্থ হয় — দ্রুত ডিজিটাল ইন্টারফেস, আরএফ ফ্রন্ট-এন্ডস, হাই-স্পিড মেমরি বাস — সেগুলির জন্য চার, ছয় বা তার বেশি স্তর প্রয়োজন৷ বোঝা দ্বিমুখী পিসিবি disadvantages সিগন্যাল ইন্টিগ্রিটি এবং পাওয়ার ডেলিভারি কলটিকে স্পষ্ট করে তোলে: যতক্ষণ না রাউটিং সম্পূর্ণ হয় এবং সিগন্যাল রিটার্ন অক্ষত থাকে ততক্ষণ দুটি স্তরে থাকুন, তারপরে এজ রেট এবং প্লেন ইম্পিডেন্সের পদার্থবিজ্ঞান যখন এটির দাবি করে তখন পদক্ষেপ নিন।