पीसीबी लेआउट की जटिलता

आज के डिज़ाइन परिदृश्य में, बोर्ड लेआउट का मास्टर होना डिज़ाइनर पर निर्भर है, ठीक उसी तरह जैसे इंजीनियर सर्किटरी का मास्टर होता है। एक बोर्ड डिज़ाइनर जिस तरह से उस महारत का प्रदर्शन कर सकता है, वह है निर्माता के डेटा शीट और एप्लिकेशन नोट्स को पढ़कर और समझकर प्राप्त की गई गुणवत्ता प्लेसमेंट और रूटिंग तकनीकों के माध्यम से।

डिज़ाइनर की बदलती भूमिका

अतीत में, डिज़ाइनर गेट और फ़ुटप्रिंट जानकारी के लिए डेटा शीट का उपयोग करते थे और शायद ही कभी एप्लिकेशन नोट्स पढ़ते थे। वे घटकों और/या सर्किटरी को समझाने और किसी भी प्लेसमेंट या रूटिंग क्रिटिकलिटी पर ध्यान आकर्षित करने के लिए इंजीनियरों पर निर्भर थे।

लेकिन आज, डिजाइनर की भूमिका अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि संकेतों की बढ़ती जटिलता, परत संरचनाएं, बदलते बोर्ड सामग्री और विभिन्न विनिर्माण मुद्दे हैं। डिजाइनरों को यह जानना होगा कि संकेत किसी विशेष बोर्ड पर कैसे प्रतिक्रिया कर सकते हैं और उन्हें कैसे नियंत्रित किया जाए। उन्हें यह समझना होगा कि एक प्रतीत होता है कि महत्वहीन मुद्दा बोर्ड पर अन्य डिजाइन मुद्दों को कैसे प्रभावित कर सकता है - ये सभी आइटम सर्किट इंजीनियर को पूरी तरह से पता या समझ में नहीं आ सकते हैं।

निर्माता जानकारी का विकास

निर्माता की जानकारी ठीक उसी तरह बदल रही है जैसे डिजाइनरों की ज़रूरतें बदल रही हैं। आज ऐसी जानकारी शामिल है जो आवश्यक नहीं थी, या कुछ साल पहले उपलब्ध नहीं थी। इस जानकारी में सिग्नल वृद्धि और पतन का समय, पिन की स्रोत और लोड जानकारी, प्रतिबाधा बिजली में प्रतिबाधा, टर्मिनलों पर वोल्टेज लगाए जाने पर एक विद्युत सर्किट विद्युत प्रवाह के प्रवाह का विरोध करने की डिग्री का ओम में माप, मुद्दे, प्लेसमेंट अंतर्दृष्टि, RoHS मुद्दे, असेंबली जानकारी और बहुत कुछ शामिल हैं।

घटकों के उदय और पतन के समय को जानना अब बहुत अधिक महत्वपूर्ण है क्योंकि सिग्नल का समय बहुत तेज है, और संकेतों को सही ढंग से रूट करने के लिए बहुत अधिक ज्ञान और डिज़ाइन प्रयास की आवश्यकता होती है। हमें यह बताने के लिए घड़ी की गति पर भरोसा नहीं कर सकते कि हमें क्या जानने की आवश्यकता है। किसी भी हाई-स्पीड डिज़ाइन क्लास में भाग लेने से पता चल जाएगा कि नियंत्रण क्यों आवश्यक है, यहां तक कि धीमी घड़ी की गति वाले बोर्ड पर भी। दुर्भाग्य से, यह जानकारी हमेशा निर्माता के डेटा शीट या एप्लिकेशन नोट्स में सूचीबद्ध नहीं होती है, हालांकि यह इसे देखने के लिए पहली जगह होगी।

पिन असाइनमेंट और सिग्नल रूटिंग का महत्व

एक डिजाइनर घटकों को कैसे रख सकता है यदि वे नहीं जानते कि कौन सा घटक एक संकेत उत्पन्न कर सकता है? वे बोर्ड को कैसे रूट कर सकते हैं यदि वे नहीं जानते कि सिग्नल को महत्वपूर्ण रूटिंग तकनीकों या स्टब की आवश्यकता है या नहीं?

स्टब्स का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक स्टब एक क्लाइंट मशीन में स्थापित किया जा सकता है और एक समकक्ष एक सर्वर में स्थापित किया जा सकता है, जहां दोनों को कुछ प्रोटोकॉल को हल करने की आवश्यकता होती है, उनके विशेष बोर्ड पर रिमोट प्रक्रिया लंबाई नियंत्रण। डेटा शीट पर पाया गया पिन असाइनमेंट लाइब्रेरी भागों में शामिल किया जाना चाहिए और स्रोत या लोड (आउटपुट या इनपुट) के रूप में परिभाषित किया जाना चाहिए, जबकि सिग्नल के फ़ंक्शन को बस, घड़ी, सक्षम, रीड/राइट आदि के रूप में भी परिभाषित किया जाना चाहिए।

यह लेआउट और ईसीओ प्रक्रियाओं के दौरान आवश्यक जानकारी तक पहुंच प्रदान करता है। “धीमे” बोर्ड खराब प्लेसमेंट और रूटिंग तकनीकों को अधिक क्षमा करते हैं, लेकिन चूंकि सभी निर्मित भाग तेज होते जा रहे हैं, इसलिए इन विचारों को ध्यान में रखते हुए बोर्डों को डिजाइन करना एक अच्छा विचार है, भले ही वे आज अप्रासंगिक हों, क्योंकि बोर्ड की किसी भी बाद की मरम्मत में हमेशा तेज भागों का उपयोग किया जाएगा।

प्रतिबाधा विनिर्देश और बस लंबाई मिलान

निर्माता डेटा शीट में कभी-कभी बस या संकेतों के लिए आवश्यक प्रतिबाधा विनिर्देश शामिल होते हैं। यह जानकारी सिग्नल अखंडता के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है और इसका पालन किया जाना चाहिए और बोर्ड डिजाइन में यथासंभव शामिल किया जाना चाहिए। उस प्रतिबाधा को प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली विधि उस आवश्यकता को पूरा करने की तुलना में कम महत्वपूर्ण है।

इसलिए, यदि निर्माता की जानकारी एक विशेष ट्रेस चौड़ाई, मोटाई, रिक्ति आदि निर्दिष्ट करती है, तो यह निर्धारित किया जाना चाहिए कि आवश्यकताओं को बोर्ड पर लागू किया जा सकता है या नहीं। अक्सर, ऐसा नहीं होगा, और डिजाइनर को अन्य तरीकों का उपयोग करके आवश्यक प्रतिबाधा को पूरा करने के तरीके की गणना करने की आवश्यकता होगी।

बस लंबाई मिलान जानकारी को ऐप नोट्स में भी शामिल किया जा सकता है। स्वीकार्य लंबाई तिरछा (या संकेतों के बीच आगमन समय का अंतर) बस पर प्राप्त करने वाले भाग द्वारा निर्धारित किया जाता है और आमतौर पर 20 से 60 psec होता है, जो लगभग 0.100 से 0.300 इंच के बराबर होता है।

तो फिर से, डेटाशीट पर दी गई जानकारी पर सटीकता के लिए सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए यदि यह +/- .050 इंच की मनमाने ढंग से उच्च सहनशीलता देता है। डिजाइनरों को लंबाई के विपरीत समय में व्यक्त की गई जानकारी को प्राथमिकता देनी चाहिए क्योंकि संकेत बोर्ड की आंतरिक परतों की तुलना में बाहरी परतों पर तेजी से यात्रा करते हैं।

प्लेसमेंट और रूटिंग के लिए विचार

निर्माता द्वारा दी गई जानकारी के आधार पर भागों का प्लेसमेंट और रूटिंग कुछ विवाद का कारण बनता है लेकिन फिर भी विचार करने योग्य है। जबकि जानकारी किसी विशेष बोर्ड पर सभी विशिष्ट मुद्दों को ध्यान में नहीं रख सकती है, डिजाइनर को भाग की आवश्यकताओं को समझने के लिए निर्माता के तकनीकी डेटा को पढ़ना और समझना चाहिए। यदि जानकारी किसी विशेष डिज़ाइन के लिए मान्य नहीं लगती है, तो सर्किट डिज़ाइनर, विनिर्माण, या परीक्षण और मरम्मत करने वाले लोगों के साथ चर्चा क्रम में हो सकती है।

नई विनिर्माण समस्याओं को शामिल करना

डिजाइनर को RoHS अनुपालन जानकारी सहित नए विनिर्माण मुद्दों को भागों और बोर्ड लेआउट में भी शामिल करना होगा। इन मुद्दों में शामिल हो सकते हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं हैं, आवश्यक सोल्डर मास्क प्रकार या आकार, सोल्डर पेस्ट प्रकार या स्टैंसिल मोटाई, स्क्वीजी दबाव, पेस्ट ओपनिंग आकार और आकार, स्टेप-स्टैंसिल विनिर्देश, सफाई जानकारी, थर्मल चक्र, और वेव और रिफ्लो सोल्डरिंग जानकारी।

निष्कर्ष

आज आवश्यक बोर्ड लेआउट मास्टर बनने के लिए डिजाइनरों को तकनीकी डेटा और साथ में डिजाइन आवश्यकताओं को पढ़ना और शामिल करना सीखना चाहिए। चाहे एक नया डिज़ाइन जटिल, व्यापक खुला, या धीमा या तेज़ हो, चिप्स और अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से सिग्नल अखंडता और ईएमआई (आरएफआई)। स्वीकार्य सीमाएं FCC द्वारा शासित होती हैं। (और इस प्रकार बोर्ड प्रदर्शन) घटकों को कैसे रखा जाता है और ट्रेस को कैसे रूट किया जाता है, इससे प्रभावित हो सकता है। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि डिजाइनर निर्माता द्वारा प्रदान की गई जानकारी को समझता है और किसी भी लागू डेटा को अपने बोर्ड लेआउट में शामिल करता है।