التحكم في مقاومة ثنائي الفينيل متعدد الكلور

مثلثنائي الفينيل متعدد الكلور تستمر سرعات تحويل الإشارة في الزيادة، ويحتاج مصممو PCB اليوم إلى فهم مقاومة آثار PCB والتحكم فيها. مع قصر أوقات الإشارات وارتفاع معدلات الساعة للدوائر الرقمية الحديثة، لم تعد آثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور بمثابة اتصالات بسيطة، بل خطوط نقل.

ومن الناحية العملية، من الضروري التحكم في مقاومة التتبع عند السرعات الهامشية الرقمية الأعلى من 1ns أو الترددات التناظرية الأعلى من 300 ميجاهرتز. إحدى المعلمات الرئيسية لآثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي الممانعة المميزة لها (أي نسبة الجهد إلى تيار الموجة أثناء انتقالها على طول خط نقل الإشارة). تعتبر المعاوقة المميزة لموصل لوحة الدائرة المطبوعة مؤشرا هاما لتصميم لوحة الدائرة، وخاصة فيتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلورللدوائر عالية التردد، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الممانعة المميزة للموصل والجهاز أو الإشارة تتطلبها الممانعة المميزة للنفس، سواء كانت متطابقة أم لا. يتضمن ذلك مفهومين: التحكم في المعاوقة ومطابقة المعاوقة، وتركز هذه المقالة على التحكم في المعاوقة وقضايا تصميم التراص.

التحكم في المعاوقة، سيكون للموصل الموجود في لوحة الدائرة مجموعة متنوعة من نقل الإشارات، من أجل تحسين معدل نقله ويجب تحسين تردده، والخط نفسه، إذا كان ذلك بسبب النقش، وسمك الطبقة المصفحة، وعرض الموصل وعوامل أخرى مختلفة، سوف تؤدي إلى مقاومة تستحق التغيير، بحيث تشوه الإشارة. لذلك، يجب التحكم في قيمة المعاوقة للموصل في لوحة الدائرة الكهربائية عالية السرعة ضمن نطاق معين، يسمى "التحكم في المعاوقة".

سيتم تحديد مقاومة تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال الحث والمقاومة والتوصيل الاستقرائي والسعوي. العوامل التي تؤثر على مقاومة آثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي: عرض السلك النحاسي، وسمك الأسلاك النحاسية، وثابت العزل الكهربائي للعازل، وسمك العازل الكهربائي، وسمك الوسادات، ومسار السلك الأرضي، والآثار حول الأثر، وما إلى ذلك. يتراوح من 25 إلى 120 أوم.

ومن الناحية العملية، من الضروري التحكم في مقاومة التتبع عند السرعات الهامشية الرقمية الأعلى من 1ns أو الترددات التناظرية الأعلى من 300 ميجاهرتز. إحدى المعلمات الرئيسية لآثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي الممانعة المميزة لها (أي نسبة الجهد إلى تيار الموجة أثناء انتقالها على طول خط نقل الإشارة). تعتبر المعاوقة المميزة لموصل لوحة الدائرة المطبوعة مؤشرا هاما لتصميم لوحة الدائرة، وخاصة في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور للدوائر عالية التردد، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المعاوقة المميزة للموصل والجهاز أو الإشارة التي تتطلبها المعاوقة المميزة من نفسه، سواء كانت مطابقة أم لا. يتضمن ذلك مفهومين: التحكم في المعاوقة ومطابقة المعاوقة، وتركز هذه المقالة على التحكم في المعاوقة وقضايا تصميم التراص.

التحكم في المعاوقة، سيكون للموصل الموجود في لوحة الدائرة مجموعة متنوعة من نقل الإشارات، من أجل تحسين معدل نقله ويجب تحسين تردده، والخط نفسه، إذا كان ذلك بسبب النقش، وسمك الطبقة المصفحة، وعرض الموصل وعوامل أخرى مختلفة، سوف تؤدي إلى مقاومة تستحق التغيير، بحيث تشوه الإشارة. لذلك، يجب التحكم في قيمة المعاوقة للموصل في لوحة الدائرة الكهربائية عالية السرعة ضمن نطاق معين، يسمى "التحكم في المعاوقة".

سيتم تحديد مقاومة تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال الحث والمقاومة والتوصيل الاستقرائي والسعوي. العوامل التي تؤثر على مقاومة آثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور هي: عرض السلك النحاسي، وسمك الأسلاك النحاسية، وثابت العزل الكهربائي للعازل، وسمك العازل الكهربائي، وسمك الوسادات، ومسار السلك الأرضي، والآثار حول الأثر، وما إلى ذلك. يتراوح من 25 إلى 120 أوم. من الناحية العملية، يتكون خط نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور عادةً من أثر سلكي وطبقة مرجعية واحدة أو أكثر ومواد عازلة. يشكل التتبع والطبقات مقاومة التحكم. غالبًا ما تكون مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور متعددة الطبقات ويمكن إنشاء معاوقة التحكم بعدة طرق. ومع ذلك، مهما كانت الطريقة المستخدمة، سيتم تحديد قيمة المعاوقة من خلال بنيتها الفيزيائية والخصائص الإلكترونية للمادة العازلة:

       عرض وسمك أثر الإشارة؛

       ارتفاع المادة الأساسية أو المملوءة مسبقًا على جانبي الأثر؛

       تكوين الآثار وطبقات اللوحة؛

       الثوابت العازلة للقلب والمواد المملوءة مسبقاً.

       هناك نوعان رئيسيان من خطوط نقل ثنائي الفينيل متعدد الكلور: Microstrip وStripline.

       ميكروستريب:

       Microstrip عبارة عن سلك شريطي، أي خط نقل ذو مستوى مرجعي على جانب واحد فقط، مع تعرض الجزء العلوي والجوانب للهواء (أو المغلفة)، فوق سطح لوحة Er الثابتة العازلة، بالإشارة إلى مستوى الطاقة أو الأرض.

       ملاحظة: في الواقعتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور، عادةً ما تقوم الشركة المصنعة للوحة بتغطية سطح PCB بطبقة من الزيت الأخضر، لذلك في حسابات المعاوقة الفعلية، عادةً ما يتم استخدام النموذج الموضح أدناه لخطوط الشرائح الدقيقة السطحية:

       الخط الشريطي:

       الخط الشريطي عبارة عن شريط من الأسلاك يوضع بين مستويين مرجعيين، كما هو موضح في الشكل أدناه، ويمكن أن تكون ثوابت العزل الكهربائي للعوازل الممثلة بـ H1 وH2 مختلفة.

       المثالان المذكوران أعلاه هما مجرد عرض نموذجي لخطوط الأشرطة الدقيقة والخطوط الشريطية، وهناك العديد من الأنواع المختلفة من خطوط الأشرطة الدقيقة والخطوط الشريطية المحددة، مثل خطوط الأشرطة الدقيقة المصفحة، وما إلى ذلك، وكلها مرتبطة بهيكل التراص لثنائي الفينيل متعدد الكلور المحدد.

       تتطلب المعادلات المستخدمة لحساب المعاوقة المميزة حسابات رياضية معقدة، وغالبًا ما تستخدم طرق حل المجال، بما في ذلك تحليل العناصر الحدودية، لذلك باستخدام برنامج حساب المعاوقة المتخصص SI9000، كل ما يتعين علينا القيام به هو التحكم في معلمات المعاوقة المميزة:

       ثابت العزل الكهربائي لطبقة العزل Er، عرض المحاذاة W1، W2 (شبه منحرف)، سمك المحاذاة T وسمك الطبقة العازلة H.