পিসিবি রাউটিং নিয়ম: ট্রেস প্রস্থ, ব্যবধান, এবং ম্যানুফ্যাকচারিং পছন্দ যা গুরুত্বপূর্ণ

আমাদের ফ্যাক্টরিতে আমরা যে সমস্ত রুটেড বোর্ড দেখি তা আসার আগে নেওয়া সিদ্ধান্তগুলি সম্পর্কে একটি গল্প বলে৷ একটি স্কিম্যাটিক বৈদ্যুতিক ফাংশনকে সংজ্ঞায়িত করে, কিন্তু রাউটিং সিদ্ধান্ত নেয় যে সেই ফাংশনটি বাস্তবসম্মত সীসা সময়ের মধ্যে, এবং তাপ, কম্পন এবং ভোল্টেজ স্ট্রেস থেকে বেঁচে থাকার জন্য যথেষ্ট মার্জিন সহ একটি বুদ্ধিমান খরচে তৈরি করা যেতে পারে কিনা। পিসিবি প্রস্তুতকারক হিসাবে আমাদের অভিজ্ঞতায়, বেশিরভাগ প্রতিরোধযোগ্য উত্পাদন সমস্যাগুলি - পোড়া চিহ্ন, ব্যর্থ ক্লিয়ারেন্স, বিকৃত প্যানেল, দুর্বল প্লেটিং - মুষ্টিমেয় রাউটিং নিয়মগুলির সন্ধান করে যা হয় মিস করা হয়েছিল বা ভুল বোঝা গিয়েছিল। এই নিবন্ধটি ব্যাখ্যা করে যে একটি পিসি বোর্ড রাউটিং আসলে কী জড়িত, কোন প্যারামিটারগুলি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং কীভাবে রাউটিং সীমাবদ্ধতাগুলি সেট করতে হয় যা একটি ফ্যাক্টরি বিনা বিতর্কে তৈরি করতে পারে।

একটি পিসি বোর্ড রাউটিং আসলে কি জড়িত

রাউটিং হল লেআউট ধাপ যেখানে পরিকল্পিত প্রতিটি বৈদ্যুতিক নেট একটি ভৌত কপার পাথ হয়ে ওঠে। সফ্টওয়্যার স্বয়ংক্রিয়ভাবে সেই পথগুলি আঁকতে পারে, কিন্তু ফলাফলটি ডিজাইনার প্রদান করা সীমাবদ্ধতার মতোই ভাল: ট্রেস প্রস্থ, কন্ডাক্টরের মধ্যে ব্যবধান, অনুমোদিত স্তরগুলি, প্রকারের মাধ্যমে, এবং কপার বিতরণ যা এচিং এবং প্লেটিং প্রক্রিয়া দেখতে পাবে।

রুটটি গ্রাউন্ড রেফারেন্স প্লেন, পাওয়ার আইল্যান্ড এবং থার্মাল পাথ তৈরি করে যা বাস্তব জগতে একটি ডিজাইন কাজ করে। উপাদান স্থাপন করা অংশগুলি কোথায় বসে তা নির্ধারণ করে; রাউটিং সিদ্ধান্ত নেয় তারা কিভাবে সংযোগ করে। উভয়ের মধ্যে, রাউটিং উত্পাদন খরচ এবং ফলনের উপর বৃহত্তর প্রভাব ফেলে, কারণ ট্রেস জ্যামিতি এবং তামার ভারসাম্য সরাসরি প্রভাবিত করে যে কীভাবে ফ্যাক্টরি এচ, প্লেট এবং প্যানেল লেমিনেট করে।

ট্রেস প্রস্থ: প্রথম রুট সিদ্ধান্ত

ট্রেস প্রস্থ হল সেট করা প্রথম সংখ্যা কারণ এটি একবারে তিনটি প্রয়োজনীয়তা বহন করে: বর্তমান ক্ষমতা, ভোল্টেজ ড্রপ এবং চরিত্রগত প্রতিবন্ধকতা। সংকেত ট্রেস পাতলা হতে পারে; পাওয়ার নেটগুলির ক্রস-সেকশন প্রয়োজন। বেশিরভাগ কারখানার দ্বারা ব্যবহৃত রেফারেন্স হল IPC-2221। 10°C তাপমাত্রা বৃদ্ধি সহ বাহ্যিক স্তরে 1 oz (35 µm) তামার জন্য, আনুমানিক বর্তমান ক্ষমতা মোটামুটি নিম্নরূপ।

অনুশীলনে দুটি সংশোধন গুরুত্বপূর্ণ। অভ্যন্তরীণ স্তরের চিহ্নগুলি বাহ্যিক চিহ্নগুলির তুলনায় প্রায় অর্ধেক তাপকে ছড়িয়ে দেয়, তাই বর্তমান টেবিলটি সেই অনুযায়ী ডিরেট করা উচিত। এবং এই মানগুলি একটি 10°C বৃদ্ধি অনুমান করে; যদি আশেপাশের ঘের বায়ুপ্রবাহকে বাধা দেয় বা পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা বেশি থাকে, তবে নিরাপদ কারেন্ট আরও কমে যায়। যখন একটি নকশা টেকসই উচ্চ প্রবাহ বহন করতে হবে, রুট একটি একক সংকীর্ণ ট্রেস পরিবর্তে একটি তামার ঢালা, একটি সমতল, বা একটি ঘন তামার স্তর ব্যবহার করা উচিত। আমাদের লাইন নিয়মিতভাবে 2 oz থেকে 10 oz পুরু কপার বোর্ডগুলিকে রুট করে এবং সেই ওজনগুলির জন্য ট্রেস প্রস্থের সারণীগুলি উপরের 1 oz মানের থেকে খুব আলাদা দেখায়৷

ক্লিয়ারেন্স এবং স্পেসিং: এগুলিকে ভোল্টেজের জন্য সেট করুন, শুধু ডিজাইনের নিয়ম চেকের জন্য নয়

ক্লিয়ারেন্স হল দুটি তামার বৈশিষ্ট্যের মধ্যে দূরত্ব: ট্রেস থেকে ট্রেস, ট্রেস থেকে প্যাড, প্যাড থেকে মাধ্যমে। একটি ডিজাইন রুল চেক সিএডি টুলে যে সংখ্যাটি টাইপ করা হয়েছে তা যাচাই করবে, তবে সঠিক সংখ্যাটি ভোল্টেজ, সংকেত অখণ্ডতা এবং কারখানার ক্ষমতা থেকে আসে, ডিফল্ট নিয়ম থেকে নয়। একটি আবদ্ধ পণ্যের ভিতরে লো-ভোল্টেজ সিগন্যাল নেটগুলির জন্য, ট্রেসের মধ্যে 0.1 মিমি (4 মিল) সাধারণ; আমাদের স্ট্যান্ডার্ড ক্ষমতা 4 মিলিয়ন, এবং আমরা 3 মিলিয়ন ট্রেস এবং স্থান ধরে রাখতে পারি যেখানে ডিজাইনের ঘনত্বের প্রয়োজন হয়।

ক্লিয়ারেন্স একটি একক বিশ্ব মান হওয়া উচিত নয়। ওয়ার্কিং ভোল্টেজ, দূষণের মাত্রা, আবরণ, উচ্চতা এবং ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ সবই একটি পণ্যের প্রয়োজনীয় ক্রিপেজ দূরত্বকে প্রভাবিত করে। IPC-2221B এর মধ্যে রয়েছে স্পেসিং-বনাম-ভোল্টেজ টেবিল যা কমপ্লায়েন্স ইঞ্জিনিয়াররা ব্যবহার করেন; একটি ব্যবহারিক নিয়ম হিসাবে, 50 V-এর বেশি বহনকারী কোনো নেট, বা বোর্ডের প্রান্তের কাছাকাছি যে কোনো ট্রেস রুট করা হলে, ডিফল্ট ডিজাইনের নিয়মের তুলনায় যথেষ্ট বড় ক্লিয়ারেন্স ব্যবহার করা উচিত।

উচ্চ-গতির সংকেতের জন্য, ব্যবধান সংযোগ এবং প্রতিবন্ধকতা উভয়ই নিয়ন্ত্রণ করে। একটি মিলিত ডিফারেনশিয়াল পেয়ার তার লক্ষ্য প্রতিবন্ধকতা ধরে রাখে যখন দুটি ট্রেসের মধ্যে ব্যবধান স্থির থাকে এবং নীচের রেফারেন্স প্লেনটি পরম ছাড়পত্রের মানের চেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ। RF সার্কিটগুলির জন্য, একটি 50 Ω ট্রেস এর প্রস্থ, অস্তরক বেধ এবং এটির নীচে স্থল সমতলের দূরত্ব দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়।

লেয়ার স্ট্যাকআপ: রাউটিং ঘনত্ব ড্রাইভ খরচ এবং লিড টাইম

স্তরের সংখ্যা একটি ডিজাইনের সবচেয়ে বড় রাউটিং সিদ্ধান্ত। যদি দুটি স্তর ঘনত্ব পরিচালনা করতে পারে, একটি ছয়-স্তর স্ট্যাকআপ অর্থ অপচয় হয়। যদি ডিজাইনের জন্য ক্রমাগত শক্তি এবং গ্রাউন্ড প্লেন, আঁটসাঁট প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণ, বা ঘন BGA ফ্যান-আউটের প্রয়োজন হয়, স্ট্যাকআপটি চার, ছয় বা তার বেশি স্তরে চলে যায়। দুটি স্তর থেকে চারটি স্তরে যাওয়ার প্রক্রিয়াটির খরচ প্রায় দ্বিগুণ হয়ে যায়, কারণ অভ্যন্তরীণ-স্তর ইমেজিং, ল্যামিনেশন, সারিবদ্ধকরণ এবং অতিরিক্ত ড্রিল পদক্ষেপগুলি রুটে যোগ করা হয়। লেয়ার কাউন্টের সাথে সাথে সীসার সময়ও বৃদ্ধি পায়। গুয়াংদে ইকোনমিক ডেভেলপমেন্ট জোনে আমাদের সুবিধায়, স্তর গণনা অনুসারে প্রকাশিত উৎপাদন লিড টাইম নিম্নরূপ।

রুট স্ট্যাকআপ সেট করে এবং স্ট্যাকআপ ডেলিভারির তারিখ সেট করে। যদি একটি ডিজাইনের জন্য শুধুমাত্র 12টি স্তরের প্রয়োজন হয় কারণ বাইরের সিগন্যাল স্তরগুলি খারাপভাবে ব্যবহার করা হয়, তাহলে একটি পরিষ্কার চার-স্তর রুট সময়ের একটি ভগ্নাংশের মধ্যে পৌঁছে যেত। আমাদের কারখানা 1 থেকে 32 স্তর পর্যন্ত তৈরি করে, এবং প্যাটার্নটি সামঞ্জস্যপূর্ণ: দক্ষ রাউটিং যেকোন দ্রুত খরচের চেয়ে বেশি নির্ভরযোগ্যভাবে লিড টাইমকে ছোট করে।

DFM নিয়ম: একটি ফ্যাক্টরি এচেস, প্লেট এবং লেমিনেটের পথ ধরুন

নেটলিস্ট এবং সিগন্যাল চেক পাস করে এমন একটি রুট এখনও কারখানার মেঝেতে ব্যর্থ হতে পারে। বোর্ডটি অবশ্যই খোদাই করা, ড্রিল করা, ধাতুপট্টাবৃত এবং চাপানো উচিত এবং প্রতিটি প্রক্রিয়ার জ্যামিতিক সীমা রয়েছে। নিম্নলিখিত নিয়মগুলি সবচেয়ে সাধারণ পুনরাবৃত্তি ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে।

কপার ব্যালেন্স এবং থিভিং

যখন একটি স্তরের একটি অংশ একটি কঠিন ঢালা হয় এবং অন্যটি প্রায় খালি থাকে, তখন প্রলেপের পুরুত্ব অসম হয়ে যায় এবং ল্যামিনেশন প্যানেলকে বিকৃত করতে পারে। ভাল রাউটিং প্রতিটি স্তর জুড়ে তামা বিতরণ করে; যেখানে এটি অসম্ভব, সেখানে থিভিং ব্লক বা ক্রস-হ্যাচড কপার যোগ করুন। আমাদের CAM টিম টুলিংয়ের সময় চোর যোগ করে, কিন্তু একটি রুটেড ডিজাইন যা ভারসাম্যপূর্ণ পাস আসে দ্রুত পর্যালোচনা করে এবং আরও সমানভাবে প্লেট করে।

ভিয়াস এবং অ্যানুলার রিং

প্রতিটি মাধ্যমে একটি বৃত্তাকার রিং প্রয়োজন: ড্রিল করা গর্তের চারপাশে তামার রিং যা ব্যারেলটিকে ট্রেসের সাথে সংযুক্ত করে। রিংটি খুব ছোট হলে, ড্রিল ভুল নিবন্ধন সংযোগটি ভেঙে দেয়। একটি ন্যূনতম 4 mil (0.1 মিমি) বৃত্তাকার রিং আদর্শ প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি নিরাপদ কার্যকরী নিয়ম। অন্ধ এবং সমাহিত ভায়াগুলি ঘন নকশায় স্তরের সংখ্যা হ্রাস করে, তবে প্রতিটি প্রকারের মাধ্যমে ড্রিলিং এবং স্তরায়ণ পদক্ষেপ যুক্ত করে; ভায়া-ইন-প্যাড, বিজিএ-এর অধীনে উপযোগী, ফিলিং এবং অতিরিক্ত প্লেটিং প্রয়োজন। মাইক্রোভিয়াস সহ HDI বোর্ডগুলি একটি পৃথক প্রক্রিয়া পরিবার গঠন করে, যা আমাদের HDI লাইন 25 দিনের মধ্যে বিতরণ করে।

তাপ ত্রাণ

যখন একটি থ্রু-হোল প্যাড একটি বড় তামার ঢালার সাথে সংযুক্ত হয়, তখন ঢালাটি সোল্ডারিংয়ের সময় তাপ সিঙ্ক হিসাবে কাজ করে। তাপীয় ত্রাণ স্পোক ছাড়া, প্যাড সোল্ডারিং তাপমাত্রায় পৌঁছাতে পারে না। রুট প্লেন-সংযুক্ত প্যাড যেখানেই বর্তমান রেটিং অনুমতি দেয় তাপীয় ত্রাণ সহ।

ফাইল পাঠানোর আগে চালানোর জন্য একটি ব্যবহারিক রাউটিং চেকলিস্ট:

• টেকসই সবচেয়ে খারাপ-কেস কারেন্টের জন্য সাইজ পাওয়ার ট্রেস এবং পোর, সাধারণ লোডের জন্য নয়।
• প্রতি-নেট-শ্রেণির ছাড়পত্রের নিয়ম ব্যবহার করুন; উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-গতি এবং সাধারণ সিগন্যাল নেটগুলির খুব কমই একই ব্যবধানের প্রয়োজন হয়।
• প্রতিটি স্তরে তামার বিতরণকে যুক্তিসঙ্গতভাবে সমান রাখুন, এবং বেশিরভাগ খালি স্তরগুলিতে চোর যোগ করুন।
• রুট চূড়ান্ত করার আগে ফ্যাক্টরির সাথে ন্যূনতম ট্রেস/স্পেস, ন্যূনতম কণাকার রিং এবং ন্যূনতম ড্রিল সাইজের মাধ্যমে নিশ্চিত করুন।
• প্রতিটি উচ্চ-গতি বা প্রতিবন্ধকতা-নিয়ন্ত্রিত রুটের অধীনে একটি কঠিন রেফারেন্স প্লেন রাখুন।

উপাদান এবং পৃষ্ঠের সমাপ্তি যা রাউটিং নিয়ম পরিবর্তন করে

সাবস্ট্রেট এবং ফিনিস রাউটিং প্যারামিটার পরিবর্তন করে যতটা বৈদ্যুতিক সার্কিট করে। স্ট্যান্ডার্ড FR-4 সাধারণ ডিজিটাল এবং এনালগ বোর্ডগুলিকে ভালভাবে পরিচালনা করে। উচ্চ-Tg FR-4 পুরু মাল্টিলেয়ার বোর্ডে CAF ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে এবং স্বয়ংচালিত ইলেকট্রনিক্সে সাধারণ; হ্যালোজেন-মুক্ত FR-4 পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা কভার করে; নিয়ন্ত্রিত Dk এবং Df সহ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ল্যামিনেটগুলি RF এবং উচ্চ-গতির ডিজিটালের জন্য ব্যবহৃত হয় এবং প্রতিটি উপাদানের সাথে 50 Ω লাইনের পরিবর্তনের জন্য প্রয়োজনীয় ট্রেস প্রস্থ।

মেটাল-কোর বোর্ড — অ্যালুমিনিয়াম বা কপার বেস — সাবস্ট্রেটের মধ্য দিয়ে তাপ সঞ্চালন করে, তাই পাওয়ার সার্কিটগুলি সংকীর্ণ রুট ব্যবহার করতে পারে, কিন্তু ধাতব কোরের ড্রিলিং এবং এচিং বিভিন্ন ডিজাইনের নিয়ম অনুসরণ করে। আমাদের পণ্যের পরিসরের মধ্যে রয়েছে FR-4, উচ্চ-Tg, হ্যালোজেন-মুক্ত, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, অ্যালুমিনিয়াম-বেস, কপার-বেস এবং সিরামিক-ভিত্তিক বোর্ড, যেখানে পৃষ্ঠের সমাপ্তি যেমন OSP, সীসা-মুক্ত HASL, নিমজ্জন সোনা এবং নিমজ্জন টিন রয়েছে। ফিনিশ পছন্দ প্রধানত সোল্ডারেবিলিটি এবং শেল্ফ লাইফকে প্রভাবিত করে, তাই এটিকে পরবর্তী চিন্তা হিসাবে বিবেচনা না করে সমাবেশ প্রক্রিয়ার সাথে মিলে যাওয়া উচিত।

মনের মধ্যে উত্পাদন সঙ্গে রুট

রাউটিং হল যেখানে একটি নকশা একটি ভৌত বস্তুতে পরিণত হয় এবং সেই বস্তুটিকে একটি কারখানা দ্বারা বিচার করা হয়। যে বোর্ডগুলি সময়মতো শিপিং করে এবং নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে সেগুলি খুব কমই চতুর অটো-রাউটার সেটিংসের পণ্য; এগুলি বর্তমানের জন্য আকারের ট্রেস প্রস্থের পণ্য, ভোল্টেজের জন্য ক্লিয়ারেন্স সেট, ঘনত্বের জন্য নির্বাচিত স্ট্যাকআপ এবং প্রথম লেআউট পাস থেকে সম্মানিত ডিএফএম বিশদ। সন্দেহ হলে, তাড়াতাড়ি জিজ্ঞাসা করুন: আমাদের কারখানা থেকে একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত প্রোটোটাইপ 24 ঘন্টার মধ্যে চালু হতে পারে, এবং একটি দ্রুত পুনরাবৃত্তির খরচ একটি 16-স্তর ব্যাচের চেয়ে অনেক কম যা একটি ফাঁক ত্রুটির কারণে বৈদ্যুতিক পরীক্ষায় ব্যর্থ হয়৷ আপনার যদি একটি স্ট্যাকআপ সুপারিশ, একটি DFM পর্যালোচনা, বা 1 থেকে 32 স্তরের একটি রাউটেড বোর্ডের জন্য একটি উদ্ধৃতি প্রয়োজন হয়, আমাদের ইঞ্জিনিয়ারিং টিম সুনির্দিষ্টভাবে উত্তর দেওয়ার জন্য সেট আপ করা হয়েছে৷