Arabağlantı Seçimini Etkileyen Faktörler Nelerdir?
Çeşitli unsurlar arasından paketleme yaklaşımlarının seçimleri, yalnızca sistem işlevi tarafından değil, aynı zamanda seçilen bileşen türleri ve sistemin saat hızları, güç tüketimi ve ısı yönetimi yöntemleri ve çevre gibi çalışma parametreleri tarafından belirlenir. sistemin çalışacağı yer.
Çalışma hızı
Elektronik sistemin çalışma hızı çok önemlidir. ara bağlantıların tasarımında teknik faktör. Birçok dijital sistem 100MHz'e yakın bir hızda çalışır ve şimdiden bu seviyenin ötesine ulaşmaktadır. Artan sistem hızı, paketleme mühendislerinin yaratıcılığına ve PWB alt tabaka için kullanılan malzemelerin özelliklerine büyük talepler getiriyor.
Sinyal yayılma hızı, alt tabaka malzemelerinin dielektrik sabitinin karekökü ile ters orantılıdır ve tasarımcıların kullanmayı düşündükleri alt tabaka malzemesinin dielektrik özelliklerinin farkında olmalarını gerektirir. Uçuş süresi olarak adlandırılan çipler arasındaki alt tabaka üzerindeki sinyal yayılımı, konektörlerin uzunluğu ile doğru orantılıdır ve yüksek hızlarda çalışan bir sistemin optimum elektrik performansını sağlamak için kısa tutulmalıdır.
Yaklaşık 25 MHz hızında çalışan sistemler için, ara bağlantılar, sinyal kayıplarını ve bozulmayı en aza indirmek için iletim hattı özelliklerine sahip olmalıdır.. Bu tür iletim hatlarının uygun tasarımı, beklenen performans doğruluğunu sağlamak için iletken ve dielektrik ayırma boyutlarının dikkatli bir şekilde hesaplanmasını ve bunların hassas imalatını gerektirir. PCB'ler için iki temel iletim hattı türü vardır 1) Stripline, 2) Microstrip.
Güç tüketimi
Çiplerin saat hızları arttıkça ve çip başına kapı sayısı arttıkça, güç tüketimlerinde de buna karşılık gelen bir artış olur. Bazı çipler, çalışmaları için 30W'a kadar güç gerektirir. Bununla birlikte, güç sağlamak ve yer düzlemlerindeki geri dönüş akışını sağlamak için giderek daha fazla terminale ihtiyaç duyulmaktadır.. Çip terminallerinin yaklaşık yüzde 20 ila 20'si güç ve toprak bağlantıları için kullanılır. Yüksek hızlı sistemlerin çalışmasında sinyallerin elektriksel izolasyon ihtiyacı ile sayı yüzde 50'ye kadar çıkabilmektedir.
Tasarım mühendisleri, onlarca watt tüketen yüksek hızlı yongaları birbirine bağlayan ve 5V, 3.3V veya daha düşük. Sistemde uygun güç ve toprak dağılımı, yüksek hızlı sistemlerde di/dt anahtarlama girişimini azaltmak ve ayrıca istenmeyen ısı konsantrasyonlarını azaltmak için çok önemlidir. Bazı durumlarda, bu tür yüksek güç taleplerini karşılamak için ayrı bara yapıları gerekli olmuştur.
Termal yönetim
Entegre devrelere güç sağlamak için iletilen tüm enerji (IC'ler), düzgün çalışmasını ve uzun ömürlü olmasını sağlamak için sistemden verimli bir şekilde çıkarılmalıdır. Bir sistemden ısının uzaklaştırılması, elektronik paketlemenin en zor görevlerinden biridir. Büyük sistemlerde, bireysel IC'leri gölgede bırakan devasa ısı emici yapıları, onları havayla soğutmak için gereklidir ve bazı bilgisayar şirketleri, bilgisayar modüllerinin sıvı soğutması için dev üst yapılar inşa etmişlerdir. Bazı bilgisayar tasarımlarında sıvı daldırma soğutması kullanılır. Yine de, büyük sistemlerin soğutma ihtiyaçları, mevcut soğutma yöntemlerinin yeteneklerini zorlar.
Daha küçük, masa üstü veya taşınabilir elektronik ekipmanlarda durum o kadar şiddetli değildir, ancak yine de sıcak noktaları iyileştirmesi ve uzun ömürlü çalışmasını sağlamak için paketleme mühendislerini gerektirir. PWB'ler herkesin bildiği gibi güç ısı iletkenleri olduğundan, tasarımcı, ısı yolları, gömülü metal sümüklü böcekler ve iletken düzlemler gibi teknikleri kullanarak kart üzerinden ısı durumu yöntemini dikkatli bir şekilde değerlendirmelidir.
Elektronik Girişim
Elektronik ekipmanın çalışma frekansı arttıkça, birçok IC, modül veya düzenek, radyo frekansı (RF) sinyalleri üreteci olarak hareket edebilir. Bu tür elektromanyetik girişim (EMI) yayılımları, komşu elektroniklerin ve hatta aynı ekipmanın diğer elemanlarının çalışmasını ciddi şekilde tehlikeye atabilir, arızalara, hatalara ve hatalara neden olabilir ve önlenmelidir. Bu tür radyasyonun izin verilen seviyelerini tanımlayan belirli EMI standartları vardır.ve bu seviyeler çok düşüktür.
Paketleme mühendisleri ve özellikle PWB tasarımcıları, ekipmanlarının bu parazitin izin verilen sınırlarını aşmamasını sağlamak için bu EMI radyasyonunu azaltma veya iptal etme yöntemlerine aşina olmalıdır.
Sistem İşletim Ortamı
Bir elektronik ürün için belirli bir paketleme yaklaşımının seçimi, aynı zamanda nihai kullanımı ve o ürünün tasarlandığı pazar segmenti tarafından da belirlenir. Ambalaj tasarımcısı, ürün kullanımının arkasındaki ana itici gücü anlamalıdır. Maliyet odaklı mı, performans odaklı mı yoksa ikisi arasında bir yerde mi? Nerede kullanılacak: örneğin, çevre koşullarının ağır olduğu bir arabanın kaputunun altında mı yoksa çalışma koşullarının iyi huylu olduğu ofiste mi? IPC, önem derecesine göre sınıflandırılan bir dizi ekipman çalışma koşulu oluşturmuştur.
Ücret
Ürün maliyeti, herhangi bir elektronik sistem tasarımında en önemli kriter haline gelmiştir. Tasarım mühendisi, yukarıda belirtilen tüm tasarım ve işletme koşullarına uymakla birlikte, maliyeti baskın kriter olarak tutmalı ve ürün için en iyi maliyet/performans çözümünün ışığında tüm olası ödünleşimleri analiz etmelidir.
Elektronik ürünün tasarımı sırasında titiz bir maliyet dengesi analizinin önemi, üretim maliyetlerinin yaklaşık yüzde 60'ının, toplam tasarım çabasının yalnızca yüzde 35'inin harcandığı tasarım sürecinin ilk aşamalarında belirlendiği gerçeğiyle vurgulanmaktadır. harcandı.
Ürün tasarımı sırasında üretim ve montaj gereksinimlerine ve yeteneklerine dikkat edilmesi, montaj maliyetlerini yüzde 35'e kadar ve PWB maliyetlerini yüzde 25'e kadar azaltabilir.
Ayrıca şunu da okuyun: Çift Taraflı PCB İmalatı.
Orient Display hakkında herhangi bir sorunuz varsa PCB (Baskılı devre kartı). Lütfen iletişim kurmaktan çekinmeyin: Satış Sorguları, Müşteri Hizmetleri or Teknik Destek.
Referans
1, Clyden F. Coombs, Fr. ve Happy T. Holden tarafından Basılı Devre El Kitabı