الحد الأدنى لعرض الخط والمسافة بين الأسطر لثنائي الفينيل متعدد الكلور

ما هو عرض أثر ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومسافة التتبع؟

في تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB), عرض التتبع و مسافات التتبع معياران أساسيان ولكنهما حاسمان:

• عرض التتبع: عرض الرقاقة النحاسية الموصلة التي تحدد قدرة حمل التيار وارتفاع درجة الحرارة.
• تباعد التتبع: المسافة بين المسارات المتجاورة، مما يؤثر على عزل الإشارة ومخاطر قصر الدائرة الكهربائية.

1. الحد الأدنى لعرض التتبع والمسافات القياسية في الصناعة

1.1 قدرات العملية التقليدية

• المصنعون الرئيسيون: يمكن لأكثر من 80% إنتاج تصميمات بثبات مع 6 مليمتر/6 مليمتر (0.15 مم/0.15 مم) بتكاليف أقل.
• الشركات المصنعة عالية الدقة:: دعم 70% 4 مليمتر/4 مليمتر (0.1 مم/ 0.1 مم)، مناسبة لمعظم التصميمات عالية الكثافة.

1.2 العمليات المتقدمة (مبادرة التنمية البشرية)

• تقنية ميكروفيا الحفر بالليزر للحفر بالليزر: الدعم 2 مليمتر/2 مليمتر (0.05 مم/ 0.05 مم)، وتستخدم في التطبيقات فائقة النحافة وعالية الكثافة مثل الهواتف الذكية ووحدات الترددات اللاسلكية، ولكن التكاليف تزيد بشكل كبير.

1.3 التحديات القصوى

• 3.5 مل/ 3.5 مل/ 3.5 مل (0.09 مم/ 0.09 مم) يقتصر على عدد قليل من الشركات المصنعة ويتطلب اختبار إنتاجية صارم.

2. أربعة عوامل رئيسية تؤثر على اختيار عرض/مسافات التتبع

2.1 القدرة الاستيعابية الحالية وارتفاع درجة الحرارة

• مرجع الصيغة: وفقًا لمعيار IPC-2221، يجب أن يفي عرض التتبع بالمتطلبات الحالية. على سبيل المثال، مع سمك نحاس 1 أونصة نحاسية، يتطلب تيار 1 أمبير على الأقل 40 مل (1 مم) عرض الأثر (لارتفاع درجة الحرارة 10 درجات مئوية).
• أداة المساعدة: استخدم الآلات الحاسبة لعرض أثر ثنائي الفينيل متعدد الكلور على الإنترنت (على سبيل المثال، مجموعة أدوات ساتورن لثنائي الفينيل متعدد الكلور) عن طريق إدخال التيار وسُمك النحاس وحدود ارتفاع درجة الحرارة للحصول بسرعة على القيم الموصى بها.

2.2 سلامة الإشارة

• إشارات عالية السرعة: تتطلب مطابقة المعاوقة، حيث يرتبط عرض المسار بسماكة الطبقة العازلة والسماحية. على سبيل المثال، عادةً ما يكون لخط الشريط الدقيق 50 Ω على لوح FR4 عرض تتبع يبلغ 8-12 مللي.
• الأزواج التفاضلية: الحفاظ على عرض وتباعد متساوٍ (على سبيل المثال، 5 مل/5 مل) لتقليل التداخل.

2.3 عملية التصنيع والتكلفة

• عتبة التكلفة: عندما يكون عرض/مسافة التتبع أقل من 5 مل، قد تتضاعف الأسعار (بسبب انخفاض الإنتاجية ومتطلبات عملية الليزر).
• اختيار سماكة النحاس: تستخدم الطبقات الخارجية عادةً 1 أوقية (35 ميكرومتر)، والطبقات الداخلية 0.5 أوقية؛ لسيناريوهات التيار العالي، يمكن استخدام 2 أوقية من النحاس بسماكة 2 أوقية ولكنها تتطلب آثارًا أوسع.

2.4 كثافة التخطيط وتصميم BGA

• توجيه الهروب من BGA: بالنسبة لملامس BGA ذات درجة ميل 1 مم، استخدم 6 مل/ 6 مل في حالة توجيه أثر واحد بين سنين، واستخدم 4 مل/ 4 مل في حالة توجيه أثرين.
• تجنب الاختناقات: تخطيط عرض الأثر في المناطق ذات الكثافة العالية مبكرًا لتجنب إعادة العمل لاحقًا.

3. استراتيجيات تحسين تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

3.1 استراتيجية الطبقة 3.1

• طبقات الطاقة: استخدم آثارًا عريضة أو صبّات نحاسية عريضة (على سبيل المثال، 50 مل +) لتقليل المعاوقة وتوليد الحرارة.
• طبقات الإشارة: إعطاء الأولوية للإشارات عالية التردد على الطبقات الداخلية (بنية الخطوط المخططة) لتقليل التداخل الإشعاعي.

3.2 3.2 تجنب الأخطاء الشائعة

• آثار بزاوية حادة: استبدلها بزوايا منحنية بزاوية 45 درجة أو زوايا منحنية لتقليل انقطاع المعاوقة.
• تجاهل ملاحظات الشركة المصنعة: التأكد من مستندات قدرة العملية (على سبيل المثال، الحد الأدنى لفتحة العدسة، وتفاوتات عرض التتبع) قبل وضع اللمسات الأخيرة على التصميمات.

3.3 موازنة التكاليف

• إعطاء الأولوية لتخفيف الإشارات غير الحرجة: استخدم عرض تتبع 8-10 مل لإشارات الإدخال/الإخراج العامة لتوفير مساحة للمسارات الحرجة.

يتطلب تحسين عرض أثر ثنائي الفينيل متعدد الكلور والتباعد بين مساراته تحقيق التوازن بين الأداء الكهربائي وقيود العملية والتكلفة. 4 مليمتر/4 مليمتر هي النقطة المثالية لمعظم التصميمات عالية الكثافة، في حين أن 2 مليمتر/2 مليمتر محجوزة لتطبيقات مبادرة التنمية البشرية المتطورة. وينبغي أن يستخدم التصميم في المراحل الأولى أدوات حسابية للتحقق من المتطلبات الحالية والتواصل مع المصنعين لضمان إمكانية الإنتاج.

4. مواصفات تباعد تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

1. الآثار

• الحد الأدنى. الحد الأدنى للعرض: 5 مل (0.127 مم)
• الحد الأدنى. التباعد الزمني: 5 مل (0.127 مم)
• التتبع إلى حافة اللوحة:: ≥ 0.3 مم (20 مل)

2. فياس

• الحد الأدنى. حجم الفتحة: 0.3 مم (12 مل)
• عرض حلقة الوسادة:: ≥6 ميل (0.153 مم)
• التباعد بين الممر إلى الممر:: ≥6 ميل (من الحافة إلى الحافة)
• عبر إلى بورد إيدج:: ≥ 0.508 مم (20 مل)

3. وسادات PTH (مطليّة عبر الثقوب)

• الحد الأدنى. حجم الفتحة:: ≥ 0.2 مم أكبر من رصاص المكونات
• عرض حلقة الوسادة:: ≥ 0.2 مم (8 مل)
• التباعد بين الفتحة والأخرى:: ≥ 0.3 مم (من الحافة إلى الحافة)
• الوسادة إلى حافة اللوحة:: ≥ 0.508 مم (20 مل)

4. قناع اللحام

• افتتاح PTH/SMD:: ≥ 0.1 مم (4 مل) خلوص

5. طباعة بالشاشة الحريرية (نص)

• الحد الأدنى. عرض الخط:: 6 مل (0.153 مم)
• الحد الأدنى. الحد الأدنى للارتفاع: 32 مل (0.811 مم)

6. الفتحات غير المصفحة

• الحد الأدنى. التباعد الزمني:: ≥ 1.6 مم

7. تشكيل الألواح

• التباعد (لوح 1.6 مم):: ≥ 1.6 مم
• قطع على شكل حرف V/بدون مسافات: ~حوالي 0.5 مم
• حافة العملية:: ≥ 5 مم