Guía del DS4830A óptico microcontrolador usuario

Resumen: Esta guía del usuario contiene información detallada sobre las características esenciales, el funcionamiento, y la programación para el microcontrolador DS4830A. Esta guía del usuario se debe utilizar conjuntamente con la ficha de datos DS4830A IC. El DS4830A es un bajo consumo de energía, un microcontrolador de 16 bits con un conjunto de periféricos único soporte de las aplicaciones ópticas que requieren la conversión de alta resolución de las muchas señales analógicas y procesamiento de señal digital (DSP) de esas señales, la comunicación de datos a alta velocidad a un host externo y la disipación de potencia ultra baja. Una amplia variedad de aplicaciones de controlador de transceptor óptico se admite sin necesidad de circuitería externa, minimizando así el coste y el área de PCB.
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DS3923 De alta velocidad Espejo actual con muestreo / retención de salida -El modo de ráfaga Single-Chip Solution RSSI Integra APD Bias, Espejo actual, y la Muestra Fast / Hold

El DS3923 de alta velocidad de espejo de corriente integra dispositivos de alta tensión necesarias para el seguimiento del modo ráfaga recibir señal de potencia de fotodiodo de avalancha (APD) de empuje y de la terminal de línea óptica (OLT) aplicaciones. Proporciona ganancia salidas de espejo de corriente pequeñas y grandes para controlar la intensidad de APD. Un circuito de muestreo / retención con la selección de ganancia automático capta la señal muestreada de manera que un ADC externo puede medir con precisión la señal. Una pinza de corriente ajustable limita la corriente a través de la APD. La pinza también cuenta con un cierre externo. También se proporciona un FET integrado que se puede utilizar con un controlador externo DC-DC para crear un impulso de alta tensión del convertidor DC-DC. El DS3923 está disponible en un paquete de SOIC de 24 pines y opera sobre un rango de temperatura ampliado de -40 ° C a +95 ° C.

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Características principales

• Apoya-32dBm a 5 dBm Rango de entrada óptico con ± 0.5 dB Precisión
• 15V a 76V APD Blas
• Opción de descarga Pin
• Período de muestreo lo más corto 300ns
• Conexión condensador externo para Controlled constante RC Tiempo de APD Voltaje Filtro
• Abrazadera de corriente con límite ajustable y cierre del sistema externo con Estado de límite
• 3,5 mm x 3,5 mm, 24-Pin SOIC Paquete con Placa descubierta
• Dos salidas de espejo de corriente y adicional de salida de pequeña señal espejo de corriente para medición ADC
• -Alta Tensión FET Interruptor para convertidor DC-DC Boost

Aplicaciones / Usos

• 10GPON OLT
• APD polarización
• GPON OLT

MAX34462EVKIT Kit de evaluación para el MAX34462

El kit de evaluación MAX34462 (kit EV) proporciona la interfaz gráfica de usuario de hardware y software (GUI) necesarios para evaluar la MAX34462 PMBus ^™ monitor de 16 canales / secuenciador con entradas diferenciales y DACs de márgenes. El kit incluye un EV MAX34462 instalado, así como cuatro fuentes de alimentación que pueden ser secuenciados, monitoreados y marginados por el dispositivo.

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Características principales

• Evaluación Fácil del MAX34462
• Cuatro canales del suministro de energía
• Un Amplificador actual-Sense
• Kit EV Hardware es accionado USB (cable USB incluido)
• Interfaz USB HID
• Windows XP ^® y Windows - ^® Software 7-Compatible
• RoHS
• Diseño de PCB probada
• Totalmente montada y probada

Aplicaciones / Usos

• Estaciones base
• Conmutadores de red / Routers
• Servidores
• Sistemas de Red Smart Grid

MAX44242 20V, polarización de entrada baja corriente y baja por el ruido, Dual Op Amplificador Amplificador Dual ofrece una combinación de la corriente de polarización muy baja y bajo nivel de ruido por unidad de energía

El MAX44242 ofrece una combinación de alta tensión, de poco ruido, baja corriente de polarización de entrada en un doble canal y las características del carril-a-carril en la salida. Este amplificador dual funciona en un amplio rango de tensión de alimentación de un solo 2.7V a 20V de alimentación o dividir ± 1.35V a ± 10V suministros y consume sólo 1,2 mA Corriente en reposo por canal. El MAX44242 es un amplificador de ganancia unitaria estable con un producto ganancia-ancho de banda de 10MHz. Las salidas del dispositivo en coche hasta el condensador de carga 200pF sin compensación alguna resistencia de aislamiento externo. El MAX44242 está disponible en SOT23 8 pines y paquetes μMAX ® y está clasificado para funcionar durante el -40 ° C a +125 ° C Rango de temperatura de la automoción.

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Características principales

• 2.7V a 20V de alimentación única o ± 1.35V a ± 10V Dual Suministros
• 0.5 pA (max) de derivación de entrada actual
• 5nV / entrada Tensión de ruido
• Ancho de banda de 10 MHz
• 8V/μs Velocidad de respuesta
• Salida de Carril-a-Carril
• Filtros EMI integrado
• 1.2 mA Corriente de alimentación por amplificador

MAX17504 4.5V-60V, 3.5A, de alta eficiencia, Synchronous Step-Down Converter DC-DC con compensación interna Sólo 60V de Industria, 3.5A FET síncrono interno del convertidor del dólar

El MAX17504 de alta eficiencia, de alta tensión, de forma sincrónica rectificado convertidor reductor con MOSFET integrados duales funciona en un 4.5V a 60V de entrada. Ofrece hasta 3,5 A y 0,9 V a 90% V _IN tensión de salida.Compensación incorporado en toda la gama de tensión de salida elimina la necesidad de componentes externos.La realimentación (FB) precisión de regulación sobre -40 ° C a 125 ° C es de ± 1,1%. El dispositivo está disponible en un diseño compacto (5 mm x 5 mm) TQFN plomo (Pb) sin paquete con una almohadilla expuesta. Los modelos de simulación están disponibles. El dispositivo cuenta con una arquitectura de control de corriente de modo de pico con una función de modo que puede ser utilizado para operar el dispositivo en ancho de pulso (PWM), modulación de pulso de frecuencia (PFM), o modo discontinuo (DCM ) esquemas de control. Operación PWM proporciona un funcionamiento de frecuencia constante en todas las cargas, y es útil en aplicaciones sensibles a la frecuencia de conmutación. Operación PFM desactiva la corriente del inductor negativo y, además, se salta pulsos con cargas ligeras para una alta eficiencia. DCM ofrece un funcionamiento de frecuencia constante a cargas más ligeras que el modo de PFM, por no saltarse las legumbres, pero sólo deshabilitar corriente del inductor negativo con cargas ligeras. Operación DCM ofrece un rendimiento de la eficiencia que se encuentra entre los modos PWM y PFM. Los de baja resistencia, MOSFETs en chip garantizan una alta eficiencia a plena carga y simplifican el diseño. Una característica de arranque suave programable permite a los usuarios reducir la corriente de entrada de entrada. El dispositivo también incorpora una salida permite pin / baja tensión de bloqueo (EN / UVLO) que permite al usuario activar la parte en el nivel de tensión de entrada deseada. Un abrir-drenan activo bajo pin de RESET proporciona una señal de buena potencia retrasado al sistema al lograr la regulación satisfactoria de la tensión de salida.

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Características principales

• Elimina componentes externos y reduce el costo total
  • No-Schottky Funcionamiento síncrono de alta eficiencia y costo reducido
  • Compensación interna para una operación estable a cualquier tensión de salida
  • Todo Ceramic Capacitor Solución: Diseño ultra-compacto con tan solo ocho componentes externos
• Reducir el número de reguladores DC-DC a Stock
  • Amplia 4.5V a 60V Rango de voltaje de entrada
  • 0.9V a 90% V _IN Voltaje de salida
  • Ofrece hasta 3,5 A Temperatura excesiva
  • 200 kHz a 2.2 MHz de frecuencia ajustable con sincronización externa
  • Disponible en una de 20 pines, 5mm x 5mm Paquete TQFN
• Reducir la disipación de energía
  • Eficiencia máxima> 90%
  • PFM y DCM Modos de Alta Eficiencia con carga liviana
  • Apagado = 2.8μA Corriente (típico)
• Operar de manera confiable
  • Hipo Mode-Límite de corriente y Autoretry inicio
  • Tensión de salida incorporada de la supervisión-(Open-Drain Active-Low pin de restablecimiento)
  • Umbral Resistor Programable ES / UVLO
  • Ajustable Soft-Start y Pre-Biased Power-Up
  • -40 ° C a +125 ° C Funcionamiento

Aplicaciones / Usos

• Suministros estación base de energía
• Reglamento de suministro distribuida
• Propósito General de punto de carga
• De alta tensión de una sola tarjeta de Sistemas
• Fuentes de alimentación industriales
• Muro Reglamento Transformer

MAX11162 16-Bit, 500ksps, +5 V de entrada Unipolar, SAR ADC, en Tiny 10-Pin μMAX SAR ADC in Industry-Standard 10-Pin Ofertas generales 93.6dB SNR

l MAX11162 es un 16-bit, 500ksps, +5 V de entrada pseudo-diferencial unipolar ADC SAR que ofrece un excelente rendimiento de CA y CC en un paquete estándar de pequeño. Este ADC normalmente logra 93.6dB SNR,-106dB THD, y ± 0,5 LSB INL, ± 0,2 LSB DNL. El MAX11162 garantiza 16 bits códigos no-desaparecidos. El MAX11162 comunica mediante una interfaz serial compatible con SPI a 2.5V, 3V, 3.3V, o la lógica de 5V. La interfaz serie se puede utilizar para conectar en cadena múltiples ADCs para aplicaciones multicanal y ofrece una opción de indicador de actividad para la sincronización de sistema simplificado y el tiempo. El MAX11162 se ofrece en una de 10 pines, 3 mm x 5 mm, μMAX ^® paquete y se especifica en el -40 ° C a +85 ° C Rango de temperatura.

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Características principales

• Alto DC y AC Precisión
• Resolución de 16 bits sin códigos faltantes
• SNR: 93.6dB a 10kHz
• THD:-106dB a 10kHz
• ± 0,5 LSB INL (típico)
• ± 0,2 LSB DNL (típico)
• 0,47 LSB _RMS Transición Ruido
• 5 V de alimentación Analógico
• 2.3 V a 5 V de alimentación digital
• 24 mW en 500ksps
• Característica Modo Apagado Disponible
• 500ksps Throughput Rate
• No Pipeline Delay / Latencia
• -Estándar de la Industria de interfaz Serial Flexible
• SPI / QSPI ^™ / MICROWIRE ^® / DSP-Compatibles
• X 5mm 3mm, Tiny 10-Pin μMAX Paquete

Aplicaciones / Usos

• Equipo de prueba automática
• Control de Procesos Industriales
• Instrumentación Médica
• Receptores de banda estrecha
• Prueba y Medición

MAX16935 36V, 3.5A, 2.2 MHz Convertidor Step-Down con 28μA Corriente quiescente 3.5A, 36V, 2 MHz Automotive Buck Converter con baja I Q y Gestión EMI

El MAX16935 es un modo de corriente 3.5A convertidor reductor con alto laterales y de la parte baja MOSFET integrados diseñados para funcionar con un diodo Schottky externa para mejorar la eficiencia. El MOSFET del lado de baja permite-PWM forzado (fPWM) operación de frecuencia fija en virtud de las aplicaciones de carga ligera. El dispositivo funciona con voltajes de entrada de 3.5V a 36V, mientras que utilizando sólo 28μA corriente de reposo sin carga. La frecuencia de conmutación es resistor programable de 220kHz a 2.2 MHz y se puede sincronizar con un reloj externo. Tensión de salida del dispositivo está disponible como 5V fija o ajustable desde 1 V a 10V. El amplio rango de tensión de entrada, junto con su capacidad para operar en ciclo de trabajo del 98% durante los transitorios de mínima tensión hacen que el dispositivo ideal para aplicaciones industriales y de automoción. Bajo las aplicaciones de carga ligera, la entrada lógica FSYNC permite que el dispositivo sea operan en modo de salto para reducir consumo de corriente o el modo fPWM de frecuencia fija para eliminar la variación de frecuencia para minimizar EMI. Modo fPWM frecuencia fija es de gran utilidad para las fuentes de alimentación diseñadas para transceptores de RF en los que es necesario el control de emisiones apretado. Funciones de protección incluyen la limitación de corriente ciclo a ciclo y el apagado térmico con recuperación automática. Las características adicionales incluyen un monitor de buena potencia para facilitar la secuenciación de la fuente de alimentación y un 180 ° fuera de fase de salida de reloj en relación con el oscilador interno en SYNCOUT para crear fuentes de alimentación en cascada con múltiples dispositivos. El dispositivo opera sobre el -40 ° C a 125 ° C Rango de temperatura de la automoción, y está disponible en un paquete de SOIC-EP de 16 pines.

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Características principales

• Amplia 3.5V a 36V Rango de voltaje de entrada (42V Tolerante)
• 3.5A Integrado Interruptor Alto-Lado
• Mejorada la arquitectura de control Current-Mode
• Tensión de salida fija con ± 2% Exactitud (5V) o externamente resistor ajustable (1V a 10V)
• 220kHz a 2.2 MHz Frecuencia de conmutación con tres modos de funcionamiento
  • 28μA en reposo Modo Ultra-Low Skip actual
  • Forzado Funcionamiento de frecuencia fija
  • Frecuencia de sincronización externa
• Spread-Spectrum Frecuencia Modulada
• Ajuste LX automático Velocidad de respuesta para una eficiencia óptima en todo el rango de frecuencia de funcionamiento
• 180 ° fuera de fase de salida del reloj en SYNCOUT
• Low-BOM-Cuente Current-Mode Control Architecture
• -Power Good salida
• Habilitar entrada compatibles de 3,3 V Nivel lógico a 42V
• Protección de apagado térmico
• -40 ° C a +125 ° C Rango de temperatura de Automoción
• AEC-Q100 Calificado

Aplicaciones / Usos

• Distribuido Sistemas de Energía DC
• Unidades de navegación y Radio Head
• Aplicaciones de punto de carga

MAX14781E Semidúplex RS-485 transmisor-receptor con corrección de polaridad Corrección automática de la polaridad protege su sistema de instalación incorrecta

El MAX14781E 5 V, half-duplex ± 25kV ESD protegido RS-485 transmisor-receptor ofrece funciones integradas de corrección automática de la polaridad para garantizar que mal conectada líneas A y B se corrige de manera autónoma, el equipo y la instalación de red que simplifica. El MAX14781E incluye controladores limitados-velocidad de respuesta que minimizan EMI, lo que permite la transmisión de datos sin errores de hasta 370kbps. Este dispositivo incluye un circuito a prueba de fallas, lo que garantiza una salida del receptor-lógico alto cuando las entradas de los receptores están en cortocircuito o abierta. Funcionalidad de intercambio en caliente en el receptor y el controlador de entradas de habilitación también elimina las falsas transiciones en el autobús durante el encendido o la inserción viva. El MAX14781E cuenta con una impedancia de entrada del receptor de carga 1/8-unit, permitiendo un máximo de 256 transceptores en el autobús. Todas las salidas del controlador están protegidos hasta ± 25kV ESD utilizando el modelo del cuerpo humano. El MAX14781E está disponible en un paquete de SO de 8 pines y opera sobre el extendido de -40 ° C a +85 ° C Rango de temperatura.

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Características principales

• Corrección automática de la polaridad
• Protección integrada Aumenta Robustez
  • Alta protección ESD
    • ± 25kV HBM ESD
    • ± 15kV IEC 61000-4-2 Aire Gap Discharge ESD
    • ± 9KV IEC 61000-4-2 Contacto Discharge ESD
  • Receptor a prueba de fallos Verdadero
  • Funcionalidad Hot-Swap
• 5 V Operación
• Bajo 10μA (max) Corriente de apagado
• Extendido de -40 ° C a +85 ° C Temperatura de funcionamiento

Aplicaciones / Usos

• Sistemas de Control
• HVAC Redes
• Medidor de energía Redes

DS4830A Microcontroladores óptico Advanced Optical mC Activa de alto rendimiento compatibles con MSA SFP +, QSFP +, y pon-OLT transceptores

El DS4830A es un bajo consumo de energía, un microcontrolador de 16 bits con un conjunto de periféricos único soporte de las aplicaciones ópticas que requieren la conversión de alta resolución de las muchas señales analógicas y procesamiento de señal digital (DSP) de esas señales, la comunicación de datos a alta velocidad a un host externo y la disipación de potencia ultra baja. Una amplia variedad de aplicaciones de controlador de transceptor óptico se admite sin necesidad de circuitería externa, minimizando de esta manera el área de costos y PCB. disipación de energía y el rendimiento están optimizadas a través del uso de un round-robin de analógico a digital programable (ADC) y 10 - bit de comparador rápido, que operan de forma completamente independiente del núcleo y aliviar significativamente los gastos generales básicos. Una multiplicación / acumulan dual (MAC) se incluye para reducir al mínimo la interrupción complejidad servicio de temporización / diseño. Diez canales PWM de 16 bits se incluyen para proporcionar un nivel de precisión sin precedentes en aplicaciones de control de potencia digital. El DS4830A proporciona un completo control óptico, calibración y solución de monitor compatible con SFF-8472. Los recursos adicionales incluyen un ADC rápido / preciso, comparadores rápidos con un convertidor de digital a analógico comparación interna (DAC), ocho DAC independientes de 12 bits, un sensor de temperatura interna, precisa de dos muestras rápida / tiene varias opciones programables, y una Multiprotocolo serial interfaz maestro / esclavo. Un independiente, 400 kHz-compatible, esclavo I ² C con interfaz de cuatro direcciones de los esclavos configurables facilita la comunicación a un host, además de la programación protegido por contraseña en el sistema del flash en el chip. Amplio diseño y soporte de aplicaciones están disponibles, incluyendo usuarios de integral y las guías del programador, diseños completos de referencia con código documentados, y notas de aplicación en profundidad que muestran numerosos ejemplos de código en tanto C como lenguaje ensamblador.Desarrollo de firmware está apoyada por otros proveedores.

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Características principales

• 16-Bit de baja potencia del microcontrolador
• Slave Interfaz de comunicación: 400kHz sin reloj Estiramiento I ² C Compatible 2 cables o SPI
• Maestro Interfaz de comunicación: 400kHz I ² C-Compatible 2 cables, SPI, o Maxim 3 cables Controlador de láser
• Pin-Compatible con DS4830
• Memoria de programa flash 32KWords
• 2KWords datos RAM
• 4KWords memoria ROM
• 32 Nivel de pila de memoria
• 2.85V a 3.63V Gama del voltaje de funcionamiento
• 8 Independientes DACs 12-Bit Voltaje 2,5 V con referencia interna o referencia externa
• 10 x 16-Bit Canales PWM
  • Soporta control de 4 canales TECC H-Bridge
  • Boost / Buck Control de DC-DC
  • 1 MHz Frecuencia de conmutación
• ADC 13-Bit con Mux 26-Input
  • 40KSPS
  • Individual Opción Averaging Channel
• Dos muestras Independiente / Holds con Canal Individual Opción Promediando
  • 1V de escala completa
  • 300 ns Tiempo de la muestra
• Fast Medición de la temperatura con la opción de promediado
  • Sensor de temperatura interna, ± 2 ° C
• 10-Bit Comparator Fast con 16 Mux entrada
• 31 GPIO Pasadores
• Oscilador de 20MHz Interna
• Hasta 133 MHz Reloj externo para PWM y temporizadores
• Dos temporizadores de 16 bits y uno programable Temporizador Watchdog
• Enmascarables interrupción Fuentes
• Hardware Fast CRC-8 para paquetes de comprobación de errores (PEC)
• I ² C y JTAG Bootloader
• Four Software Interrupciones
• Tensión de alimentación del monitor (SVM) y Brownout monitor
• JTAG Puerto con En-Sistema de depuración y programación
• Bajo consumo de energía (16 mA) con All analógico activo
• 5mm x 5mm, 40-Pin SOIC Paquete

Aplicaciones / Usos

• Transceptores ópticos: XFP, SFP, SFP +, QSFP +, la PESC, 40G, 100G
• PON Diplexers y triplexores: GPON, 10GEPON, XPON OLT, ONU

The Bare (Junta) Verdad: A PCB Diseño Popurrí

En esta columna, voy a regresaremos temas tratados en algunos de mis columnas mayores y concebir a cabo con información nueva y actualizada. En este trabajo, realmente aprender algo todos los días, y estoy feliz de compartir unos nuggets de notables con usted.

El Proceso de Presupuesto

En última instancia, si se trata de un giro rápido o trabajo de tiempo de ejecución estándar, los clientes les gustaría ver todas las citas de vuelta dentro de un par de horas, no un par de días. Además, ellos quieren ver cotizaciones precisas que tengan en cuenta todos los procesos adicionales. Nunca es bueno cuando, una vez citado, el fabricante vuelve con costos adicionales para los procesos imprevistos. Una vez más, es por eso que es importante para conseguir una revisión de fabricación hace si se requiere nada fuera de lo normal en el dibujo o la cita. Esto incluye una revisión adecuada de impedancias para asegurar que los materiales están disponibles y las impedancias funcionan sin necesidad de grandes variaciones en tamaños dieléctricos o de línea, comprar compensaciones para las desviaciones de tipo material o pesos de cobre, etc

Más allá del proceso de cotización, asegúrese de que su fabricante es capaz de todos los procesos necesarios para asegurar el tablero se construye como se esperaba. Usted quiere que su tienda de artículos náuticos sea IPC-6012 Clase 3 capaz y ISO ITAR certificado, y tal vez también. Incluso si usted no puede visitar la tienda para adquirir una capacitación física, enviarles un trabajo para cotizar y ver cómo responden. Un buen fabricante será diligente y en contacto con usted dentro de un par de horas después de completar un examen preliminar de los archivos, los cálculos de impedancia y stackup propuesta si la junta es la impedancia / dieléctricamente controlada. También deben ser capaces de hacerle saber de inmediato si el trabajo no se ajusta a sus mínimos del proceso y no se puede construir. Si se permiten desviaciones, un buen fabricante también tendrá una alternativa para muchas situaciones, como una desviación para el tipo de material, a partir del peso de cobre, dieléctricos o tamaños de línea para ser capaz de producir el trabajo. Lea la columna completa aquí . Nota del editor: Esta columna apareció originalmente en la edición de julio 2013 de la revista de diseño de PCB.

http://www.pcbdesign007.com/pages/zone.cgi?a=95496&artpg=1&topic=0

The Bare (Junta) La verdad: la calificación de su Fabricator - Identificación de los ganadores (y perdedores)

Este mes, estoy una vez más con un peso de con consejos para calificar un fabricante. En columnas anteriores, he mencionado tres cosas que todos deberían esperar de sus fabricantes:

• Respuestas cotización rápida;
• Calidad excepcional, y
• Consistente entrega del tiempo.

Me gustaría añadir que, en base a las complejidades del consejo de hoy en día, una revisión se debe hacer antes de citar a asegurarse de que no se produzcan problemas de fabricación. Esto es fundamental cuando se trata de cosas como las interfaces mínimas pre-preg en los tablones de la bobina de cobre de alta o puestos de trabajo con los planos de referencia únicos para los distintos escenarios de impedancia. Un cliente potencial preferiría a decir por adelantado que un determinado diseño no es producible que esperar tres días para una cita, sólo para que la parte va en espera después de la liberación a la fabricación ya una buena revisión no se hizo antes de su liberación.

Quote Me on This

Por lo tanto, vamos a empezar con el proceso de cotización. Si la pieza es una sencilla pieza de doble cara o una multicapa compleja con numerosas necesidades, que realmente me gustaría ver una respuesta de oferta de nuevo en un par de horas, no de unos pocos días. Además desea que las cotizaciones precisas que han tenido en cuenta todos los aspectos de la junta, como el tiempo de perforación basados ​​en cantidad de hoyos, si se necesita más tiempo para AS-9102 o Clase 3 6012, los informes primero del artículo, y el tiempo adicional de servicios externos.

Una cita de tres días debe ser sólo eso, independientemente de su ubicación y cualquier subcontrata que pueda necesitar. Nunca es bueno cuando se cita una de tres días, pero debido a los servicios exteriores o zonas horarias todavía da lugar a retrasos. Asegúrese de que cualquier pregunta que tenga se le pide por adelantado para evitar estos retrasos.También, asegúrese de que hay un contacto disponible para Acelera. Lea la columna completa aquí . Nota del Editor: Esta columna apareció originalmente en la edición de noviembre 2013 de la revista de diseño de PCB.

http://www.pcbdesign007.com/pages/zone.cgi?a=97049&artpg=1&topic=0

Fabricación de PCB .Conectando los puntos: ¿Qué es una tarjeta de circuitos?

¿Qué es una tarjeta de circuito? ¿No le parece una pregunta tonta para preguntar en una publicación como ésta? Nuestros lectores están involucrados en todos los aspectos del desarrollo de la tarjeta de circuitos, y muchos de nosotros hemos dedicado toda nuestra carrera para ellos. Pero lo que si usted es nuevo en esta industria? ¿Dónde se puede ir a aprender lo básico?

Tengo una licenciatura en electrónica (BSEET), y aunque se estudió la teoría electrónica y pasamos mucho tiempo en el laboratorio durante esos cuatro años, no discutimos las placas de circuitos en absoluto.Aprendimos cómo probar nuestras ideas mediante la construcción de pequeños circuitos, y sobre la simulación y emulación de ellos, pero nada acerca de cómo transformarlas en productos reales. Nada de lo que nuestros clientes realmente necesitan en un entorno de producción. Claro, hay un montón de información disponible en Internet, por no hablar de la formación en el puesto de trabajo, y la formación privada, jornadas técnicas, grupos de usuarios, y las publicaciones de este tipo. Pero muchos de estos recursos a suponer que usted ya sabe algo sobre el tema. A veces parece como si simplemente hay demasiado material para vadear.

¿Por dónde empezar?

Atando Cabos

Afortunadamente, esta columna está reservada para los principiantes, y estoy agradecido a El compartimiento del diseño de PCB de brindarla.Ahora tenemos una pizarra en blanco. Podemos aprender paso a paso. La ventaja que tengo sobre muchos otros escritores técnicos es que no tengo que decidir cuánto de explicar, o qué excluir. Voy a tratar de explicar todo. Yo no tengo que hacer suposiciones acerca de lo mucho que ya sabes, voy a asumir que usted no sabe nada. De hecho, si piensas que me he perdido algo importante o no explicar algo lo suficientemente bueno, puedes enviarme un correo electrónico.

Pero volvamos a la pregunta: ¿Qué es una tarjeta de circuito?

Terminología
Aquí está la definición oficial de los IPC-T-50 la publicación "Términos y Definiciones de Interconexión y Empaquetado de Circuitos Electrónicos" J Revisión:

Junta Impreso (PB)
El término general es para configuraciones de cableado completamente procesados ​​de circuitos impresos e impresos . (Esto incluye las juntas de una sola cara, a doble cara y multicapa con materiales base rígidos, flexibles y rígidos-flex.)

Bien, eso no nos enseñan mucho acerca de lo que es una placa de circuito, pero utiliza el término "circuito impreso", por lo que vamos a conseguir que uno, también:

Circuito Impreso 60,0912
Un patrón conductor que se compone de componentes impresos, de circuito impreso, el cableado discreto, o una combinación de los mismos, que se forma en una disposición predeterminada sobre una base común .(Este es también un término genérico que se utiliza para describir una placa de circuito impreso que se produce por cualquiera de un número de técnicas.)

A menudo me dirijo a IPC cuando quiero comprender algo mejor, y si bien las definiciones de IPC son técnicamente correctas, sólo que no se crea una muy buena imagen mental de lo que es una placa de circuito. Voy a tratar de explicar más y agregar una imagen o dos, pero primero tengo que mencionar algo acerca de la terminología. IPC ha utilizado tradicionalmente el término "placas de circuitos impresos" o la abreviatura PCB, pero la organización ha sido recientemente reemplazar esas referencias con el término "circuitos impresos", o PB.

La razón por la que prefiero "tarjetas de circuitos" es que no estoy seguro de las juntas deben ser considerados como impreso (que por lo general están grabados), y el término "circuito impreso" pronto pueden llegar a confundirse con los más nuevos "electrónica impresa." Impreso electrónico circuitos impresos son realmente, y que la industria ahora está madurando rápidamente. Y el término PCB también se puede confundir con el otro tipo de PCBs que son perjudiciales para el medio ambiente, y PB se puede confundir con el símbolo atómico para el plomo o incluso la mantequilla de maní.

En serio, soy un firme defensor de una comunicación clara y el uso de términos ambiguos, y aplaudo IPC por sus esfuerzos para uniformar, pero en este caso prefiero el término "placa de circuito." Independientemente, predigo que el PCB acrónimo utilizado se ha utilizado siempre, así que usted debe saber que "el diseño de PCB" significa lo mismo que "diseño de la placa de circuito." Vamos a aprender más acerca de IPC más tarde, pero ahora tenemos que volver a descubrir lo que es una placa de circuito.

La placa de circuito más simple

De las definiciones anteriores aprendimos que una placa de circuito es un patrón conductor formado en una disposición predeterminada sobre una base común. El patrón conductor puede ser tan simple como una sola capa de cobre, con porciones de la misma grabadas de distancia para salir de la conectividad deseada. Esto se llama un "proceso sustractivo" porque el material comienza como una hoja completa de cobre, que es relativamente barato y es un buen conductor de la electricidad, y luego las áreas no deseadas están grabados de distancia para dejar el patrón conductor. El cobre utilizado en este proceso suele ser muy delgada, por lo que necesita ser apoyado en algún tipo de material aislante, que es la "base común" que se menciona en la definición del IPC.

Además de proporcionar apoyo para el patrón flexible de cobre, la base también proporciona soporte mecánico para los componentes electrónicos que se pueden montar a la misma. Este material aislante es más comúnmente un curado térmico de fibra de vidrio retardantes de llama, que es un sistema de resina orgánica reforzada por una o más capas de fibras de vidrio tejidas juntos como paño.

La forma más común de este material base se llama FR-4 (retardante de llama), pero muchos otros materiales están disponibles y cada uno tiene sus propias características específicas. Por ejemplo, algunos materiales son más estables a temperaturas más altas, mientras que otros son mejores para circuitos de alta velocidad y otros pueden flexionar de forma continua, por ejemplo. Vamos a aprender más sobre las propiedades del material más adelante, pero por ahora sólo tenemos que entender que la placa de circuito más simple está hecho de un material laminado de una sola cara, que es una sola capa de cobre unido a un material de base del espesor deseado. Laminados con revestimiento de cobre son típicamente 36 x 48 centímetros, que luego se redujo a 18 x 24 pulgadas para el proceso de fabricación de la tarjeta desnuda.

Juntas Multiple-Layer

Tableros de una sola cara se utilizan para circuitos simples, productos muy baratos de gran volumen como los juguetes o los detectores de humo. Los agujeros pueden ser perforados en la placa para los componentes con plomo que se insertan desde el otro lado y soldados a la estructura conductora de cobre, sin tener que añadir el gasto de chapado de los agujeros. Componentes de montaje superficial pueden ser soldados directamente a la estructura conductiva. Es difícil diseñar un circuito de cualquier complejidad en una sola capa sin necesidad de utilizar una gran cantidad de puentes, así que en vez de utilizar un laminado de una sola cara, es más común para comenzar con un laminado que ha sido recubierto con cobre en ambos lados.

Mediante el uso de un laminado que tiene cobre unido a ambos lados, el fabricante de tablero pelado puede grabar un patrón conductor diferente en cada lado y conectarlos entre sí con el oro-aunque agujeros, que se forman mediante la perforación de agujeros a través del estratificado y a continuación, utilizando un proceso de recubrimiento para depositar cobre en las paredes de los orificios. Esta tecnología permite que el material laminado recubierto de cobre para ser procesado en "pares de capas", con la capacidad de colocar caminos conductores que conectan las capas juntas donde sea necesario. Debería ser obvio que más complicados diseños de circuitos se puede lograr mediante el uso de placas de doble cara con chapado en agujeros pasantes, pero vamos a echar un paso más allá esta idea. ¿Por qué no procesar varios pares de capas con diferentes patrones conductivos, insertar más láminas aislantes de material entre los pares de capas, laminado a todos juntos, y luego procesar las capas exteriores al igual que un tablero de doble cara?

El proceso de perforación del agujero y de las planchas ha podido conectar todas las capas juntas, y de esta manera podríamos hacer juntas que son de 4 capas, 6 capas, de 8 capas, 10 capas, etc El advenimiento de tableros de múltiples capas ha abierto la puerta para el diseño de circuitos electrónicos extremadamente complejo, agregando pares de capas como sea necesario para hacer todas las conexiones necesarias. Bueno, eso fue una introducción rápida y todo-demasiado-breve la tecnología de multi-capa, pero tenemos que seguir adelante.Podemos sumergirnos en los detalles de la fabricación de la tarjeta después.

El resto de la historia

Una mirada casual en casi cualquier placa de circuito moderno mostrará algo más que patrones conductores de cobre en el material aislante.¿Cuál es el resto de la historia aquí? Para continuar con nuestra visión general de la placa de circuito común, podría ser útil tener una imagen:

Figura 1: Una placa de circuito típico.

La figura 1 muestra una pequeña área de una placa de circuito que diseñé hace muchos años. Usted puede ver que el patrón conductor se ha formado de manera que los tres componentes se pueden soldar a ella.Usted puede ver las conexiones entre los patrones de componentes terrestres, algunos taladros metalizados llamados vías , y algunas áreas de cuadrados para los puntos de prueba. Hay otras tres cosas importantes que notar en esta imagen:

1. Verde  soldermask se ha aplicado a la superficie de la placa, dejando aberturas en las áreas que se sueldan y de punto de prueba de la accesibilidad. Esto protege las capas exteriores y también hace que el proceso de soldadura más fiable.
2. La tinta blanca se conoce comúnmente como la serigrafía , y proporciona la identificación de partes por designador de referencia, y algunas veces incluye contornos de los componentes y otra información.
3. Cobre desnudo se oxida rápidamente (como una nueva moneda de cobre se pongan marrones), que hace que sea difícil, si no imposible de soldar. Un  acabado final  ha sido aplicada como una capa protectora sobre el cobre expuesto, manteniéndolo soldable.En este ejemplo, que es una aleación de estaño y plomo (capa de soldadura eutéctica aplica en un proceso llamado de nivelación de soldadura con aire caliente, o HASL), pero también podría haber sido plata, oro, estaño, un conservante de soldadura orgánica (OSP), o algún otro recubrimiento.

Aquí hay otra zona de la misma tabla para mostrar alguna variación. Esta parte del diseño tiene grandes áreas de cobre en la superficie de la junta y utiliza las conexiones entre los componentes más gruesos.

Figura 2: Otra vista de la misma placa.

Así que eso es lo que es una placa de circuito. Líneas conductoras que conectan patrones terrestres juntos se llaman  rastros . Áreas conductoras más grandes se llaman  aviones , que también se conoce comúnmente como  cobre vierte o  área llena .

Observe que la serigrafía se puede utilizar para proporcionar nomenclatura extra (como la etiqueta de "12 V" en la foto de arriba), que puede ayudar a la gente en el laboratorio o en el servicio de campo. Es una buena práctica de diseño a considerar las necesidades de otras personas que puedan estar usando su producto mucho después de que ha pasado.Trate de incluir información en el tablero que le será útil para ellos, si es posible.

Nos vemos el próximo mes!

Jack Olson, CID +, ha sido el diseño de placas de circuito de tiempo completo por más de 20 años. Jack le gustaría dar las gracias al Grupo de Usuarios de Orange County PCAD de 1987 para compartir libremente tanto conocimiento y experiencia, y en especial a Jack Miller de RoyoCAD por su patrocinio y apoyo. Él puede ser alcanzado en PCBjack@gmail.com .

http://www.pcbdesign007.com/pages/zone.cgi?topic=0&artcatid=0&a=90822&artpg=2&artid=90822&pg=3

fabricación de PCB Reid sobre Fiabilidad: El Wrap Grieta. Vias y microvías Buried son creados por un proceso de laminación secuencial, que es el número de pasos de laminación que la junta está expuesta a durante la fabricación

Vias y microvías Buried son creados por un proceso de laminación secuencial, que es el número de pasos de laminación que la junta está expuesta a durante la fabricación. La primera laminación se utiliza para hacer el núcleo que incluye el enterrado a través. Se procesa igual que una placa de circuito normal, haciendo que las capas internas con las capas interiores de circuitos discretos, laminar la pila juntos, y la perforación de la pila laminada. El tablero se somete entonces a desmear y preparación agujero, sin corriente eléctrica y de las planchas de cobre electrolítico en el agujero y el grabado para producir circuitos discretos.Después de eso, la junta se somete a una o más etapas de laminación en el que otras estructuras, como microvías, se forman.

En el proceso de recubrimiento de cobre sobre el núcleo inicial, producimos una envoltura de cobre que va a través del cañón del agujero, y sobre la lámina de cobre en la superficie alrededor del agujero. Este cobre produce lo que se llama la envoltura. Una grieta envoltura es similar a una grieta de esquina en una de PTH.

Hay dos estilos de microvías o vías enterradas: aquellos con tapas de cobre y los que no tienen tapas de cobre. Si no hay necesidad de una tapa de cobre, decir con microvías escalonados, el núcleo está lista para tener los agujeros llenos con epoxi o tener el epoxi en fase B llenar el agujero durante la laminación. Con frecuencia, el epoxi en fase B se utiliza para rellenar automáticamente el microvia o enterrado vía. Hay ocasiones en que el difunto a través de es demasiado grande o demasiado largo para el epoxi B-etapa para llenar adecuadamente los enterrados a través durante el proceso de laminación. En esos casos, un epoxi de terceros puede ser usada para llenar los agujeros perforados. El relleno de terceros puede ser epoxi conductor o no, ya que la corriente eléctrica es transportada por el revestimiento de cobre en la pared de la vía enterrada.

Si se requiere una tapa de cobre, como en microvías apiladas, a continuación, el núcleo se puede poner a través de un proceso llamado de aplanado o biselado. A veces, el cobre en la superficie del núcleo es tan gruesa que, con la tapa de cobre, la separación dieléctrica entre la parte superior de la enterrado a través y por encima de la capa se reduce. Con ½ onzas de lámina de cobre, el espesor es típicamente 15,2 micras (0,0006 ") de cobre, 30,5 micras (0,0012") de la siembra en el orificio de la superficie del orificio metalizado y 30,5 micras de cobre para la tapa de cobre. En este caso, tenemos un total de 76,2 micras (0,003 ") de apegarse cobre hacia el dieléctrico. Si usamos 127 micras (0,005 ") de dieléctrico después de la laminación, un puesto de cobre sobresale en el dieléctrico 76,2 micras, reduciendo de este modo la separación dieléctrica a 50,8 micras (0,002"). Esto significa que el vidrio en el dieléctrico será comprimido durante la etapa de laminación. La compresión de las fibras de vidrio hace que un área entre las capas que ha reducido la cantidad de resina. Esta compresión de las fibras de vidrio puede ser descrito comode bloqueo de vidrio o en casos extremos puede producir una grieta de vidrio .

Figura 1. Planarización de la compresión gorra, abrigo y vidrio.

Para eliminar esta condición de bloqueo de vidrio o cristal de crack, el fabricante planarizes frecuencia, o chaflanes, los circuitos de cobre antes de la tapa es plateado. Esto se hace para reducir el espesor de cobre de la envoltura y producir una superficie lisa. Planarización se realiza en ambos lados del núcleo. El problema es que el núcleo puede tener variación en el espesor de chapado de cobre debido a los problemas de distribución de corriente. Aunque el cobre se supone que es de 30.5 m (0,0012 ") de espesor, que puede ser tan baja como 20,3 micras (0,00079") de espesor en algunas zonas o en el lado opuesto del tablero.Así que el paso de aplanado tiene que ser controlada a skive agresivamente en el 30,5 micras (0,0012 ") de circuito y menos agresiva en el circuito que tiene 17,8 micras (0,0007") de placas de cobre.

A continuación, el núcleo se somete a electrolítico y recubrimiento de cobre electrolítico y se produce la tapa. Después de grabado, el núcleo puede ser raspada o aplana de nuevo para producir una superficie lisa y reducir el espesor de la tapa.

Un estudio demostró que una envoltura que es de 5,0 micras (0,0002 ") de espesor es robusto donde como una envoltura de menos de 5,0 micras es propenso a fallas tempranas. En base a esto, creo que una envoltura de 10,1 micras (0,0004 ") es adecuada para proporcionar una banda de seguridad. Lo mismo es cierto para la tapa. Una tapa de 5.0 micras parece ser robusto en la mayoría de las aplicaciones, por lo que haría que el requisito de ser 10,1 micras como una banda de seguridad. IPC-6012 especifica que el abrigo y la gorra será de un mínimo de 12 micras (0,00047 ") y la tapa serán de 12 micras. Añadir a que el espesor de la lámina, en este caso 15,2 micras (0,0006 "). Esto hace que el cobre mínimo sobresale en el dieléctrico de un total de 38,1 micras (0,0015 ").

Figura 2. Planarización de la tapa y del abrigo.

Para entender el papel de la tapa en los circuitos que tenemos que entender cómo el flujo de electricidad a través de la vía enterrada (véaseReid en Confiabilidad: Lifted Pad Stacked microvia Falla ). Lo que encontramos es que si la tapa forma la plataforma de destino para una microvia, se convierte en una parte integral del circuito y una grieta entre la tapa y la envoltura producirá un proceso abierto.

Una tapa que no forma parte de un microvia apilada puede tener una grieta y no va a provocar un proceso abierto. Si la tapa no es parte de una estructura apilada que puede venir completamente fuera de la microvia o enterrados a través de la trayectoria eléctrica y todavía estará intacta.

Figura 3. Foto que muestra envoltura grieta.

A microvia o enterrados a través de los cuales tiene un tipo de abrigo crack del fallo se presenta como una acelerada o un desgaste acumulación daños de tipo. Por lo general, los ciclos hasta la rotura se reducen a entre 100 a 200 ciclos. Este tipo de falla se inicia con una grieta desde la esquina del dieléctrico. La grieta progresa hasta la cara de la lámina de cobre y después a través de la rodilla de la envoltura, por lo general en un ángulo de 45 °. La grieta puede entonces propagarse horizontalmente entre la envoltura y la tapa. En la Figura 4, tenga en cuenta que la grieta ha atrapado a la humedad, lo que resulta en la oxidación entre la tapa y la envoltura.

Figura 4. Animación de una grieta envoltura. Haga clic aquí para la animación.

El relleno en el o microvia enterrados es muy importante. La tapa en la parte superior de la vía enterrada produce lo que puede ser mejor descrito como una "bomba casera". La tapa atrapa el relleno dentro de la vía enterrada. A diferencia de la dieléctrica del relleno no está limitado con fibras de vidrio o X-Y-eje. El relleno se está expandiendo a todas las direcciones, X, Y y Z. Debido a que hay más dieléctrico en el eje Z la cantidad de presión que empuja hacia arriba en la tapa es mayor que el X-e Y-eje de presión.

Uno de los factores de preocupación es el coeficiente de expansión térmica del relleno en comparación con el dieléctrico. Si bien este es un factor importante creo que la T _g del relleno es un factor más importante.Con una T _g desajuste, el dieléctrico en el agujero de los enterrados vía puede expandirse a una tasa significativamente más alta que el dieléctrico que rodea hasta que la T _g se alcanza del dieléctrico que rodea.

El mejor relleno es el relleno A-etapa del dieléctrico. Si uno puede conseguir el dieléctrico A-escenario y utilizar esto como el relleno, la T _gserá igualada y el conjunto enterrado vía tendrá la misma expansión térmica a una temperatura dada.

Paul Reid es coordinador del programa en Interconnect Solutions PLP.

PCB Técnicas de direccionamiento para diseños complejos

T o errar es humano; completamente lo ensucia, el uso de software.

Software Autoruter es esencialmente el software de inteligencia artificial (AI) - aunque bastante básico - que hace que ciertas decisiones que imitan lo que los diseñadores pueden hacer en el proceso de enrutamiento de un tablero. Su capacidad para hacer esto, por supuesto, varía según el desarrollador de software, y depende de la complejidad del algoritmo y lo fácil o difícil que es controlar el router.Sólo las tantas reglas pueden ser prácticamente definidas, y cada situación es diferente, lo que requiere compensaciones únicas. El factor limitante en cualquier trazador automático está describiendo qué es lo que los tomadores de decisiones humanas realmente hacen.

Muy a menudo, y más especialmente en tareas que son muy rutinarios y subconscientemente automatizado, los diseñadores pueden tener dificultades para describir todos los pasos y reglas condicionales que emplean. No porque no quieran, sino porque no es más que un montón que no piensan de una manera explicable.

Diseño de un circuito analógico o una alimentación conmutada, y en especial uno que incorpore la colocación específica, enrutamiento, térmica y los requisitos de aislamiento - en combinación con objetivos estéticos - depende de muchos equilibrios que un diseñador experimentado tendría problemas para describirlos. Muchas de esas concesiones, implican una serie de complejos análisis hipotéticos, como múltiples posibilidades en una partida de ajedrez.

También, diseños digitales complejos que incorporan memoria DDR2 o DDR3, por ejemplo, requieren enrutamiento de longitud coincidente de todas las señales, manteniendo los tiempos de vuelo estrecho entre las señales de reloj y de direcciones y la luz estroboscópica y señales de datos. Incluso con todas las reglas condicionales definidos, este tipo de encaminamiento requiere control interactivo centrado.

Puede ser un reto conseguir que los diseñadores de PCB a utilizar un trazador automático porque introduce incógnitas: ¿Qué es capaz de hacer? ¿Cómo controlarlo? ¿Cuánto tiempo puede salvar? En lugar de ello, muchos diseñadores prefieren regresar a su zona de confort y completar todas las conexiones manualmente utilizando el trazador automático entre sus orejas. Este diálogo interno termina siendo una pérdida de tiempo valioso y puede llevar a otros problemas en el camino.Algunos utilizan un trazador automático como una comprobación de validez - si el trazador puede trazar la placa hasta el final, entonces es probable que pueda hacer un mejor trabajo. Pero hay más que eso.

Empleado en el contexto adecuado, trazadores automáticos pueden hacer los diseñadores de PCB bastante más productivo. Por ejemplo, pueden ser utilizados para:

1. Compruebe si las reglas de diseño se han definido correctamente
2. Identificar la congestión colocación
3. Tratar rápidamente diferentes estrategias de enrutamiento (después de hacer una copia de seguridad)
4. Eficiente abanico de salida de los dispositivos
5. Maximizar la utilización de las propiedades inmobiliarias

Mi empresa, In-Circuit Design (ICD), proporciona servicios de simulación tales como el análisis de los diseños del cliente para la integridad de la señal, el momento, la diafonía, y las cuestiones de compatibilidad electromagnética. Más a menudo que no, nos encontramos con que la interferencia es un problema mayor recurrente con tablas que se envían de forma manual. Cuando manualmente ruta, tendemos a usar nuestros talentos artísticos demasiado, manteniendo todo lo bueno y bien cuidado, los rastros de acoplamiento muy juntas (en especial los autobuses), principalmente por la estética. Esto puede estar bien para los diseños analógicos y de baja frecuencia, pero cuando entramos en el dominio de alta velocidad, con tiempos de subida <1 ns, sólo puede ejecutar dos segmentos traza en paralelo durante menos de un centímetro y medio antes de que lleguemos diafonía excesiva. Trazadores automáticos son ideales para el diseño digital, ya que tienden a utilizar todo el espacio disponible, lo que reduce la posibilidad de interferencia debido a la proximidad.

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Figura 1: Diafonía entre segmentos paralelos enrutados manualmente.

Por supuesto, un diseñador puede pasar horas la creación de reglas de diseño para controlar el trazador, pero prefiero conducir el trazador del esquemático. Esto sólo se requiere la configuración de las reglas más básicas. Cuando dibujamos un esquema, lo dibujamos por la funcionalidad, y creo que también deberíamos colocar y la vía por la funcionalidad. De esta manera, puedo añadir mi propia creatividad y la toma de decisiones sobre la marcha, sin dejar de tomar ventaja de la automatización.

Herramientas más populares de EDA tienen la capacidad de trans-sonda entre el esquema y el router. Esta es una característica fantástica que permite a un diseñador de PCB para construir una ruta extremadamente denso, complejo, en un par de horas - mediante el control del router desde el esquema. Hablé de esto en detalle en mi anterior columna más allá del diseño: Interactivo colocación y enrutamiento Estrategias .

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Figura 2: Cross-sondeo de esquema para el router de parte de un bus PCI.

Nosotros no tenemos que hacer ningún enrutamiento nosotros mismos para obtener una ruta aceptable de las redes que no son críticas. Por supuesto, las longitudes coincidentes, pares diferenciales y otras señales críticas deben ser colocados con la precisión que requieren. Empiezo por la colocación de todos los componentes de la funcionalidad, seleccionar el componente que desee en el esquema y soltándolos donde los quiero en el PCB. Del mismo modo, en el tendido, selecciono un chip en el esquema, las redes se resaltan en el PCB, y seleccione "fan-out" en el router. A continuación, seleccione las redes críticas en el esquema "fan-out" y "Ruta" con el trazador. Yo uso el comando "Move" para empujar y empujar los rastros donde yo los quiero, a continuación, pasar al siguiente grupo de redes y de repetición. Cada grupo de trazas enrutados se verifica entonces después de su finalización.

Cuando nos dirigimos al router desde el esquema, es posible ver lo que hay que hacer sin entrar en las reglas de diseño condicionales, y después nos puede manipular las huellas como si ellos nos desvíen mano. Una vez que todas las conexiones críticas se dirigen, yo los preparo, luego gire el trazador automático flojo en el resto de las redes para terminar las conexiones.

La Técnica del perímetro de enrutamiento

He utilizado la siguiente técnica con éxito, a lo largo de los años, con una serie de trazadores automáticos. Se puso primero en la prueba de la margarita / Dazix estrella Router en 1987, Cadence Prance-XL Router, de Mentor Expedición Autoactive, y luego el PADS Router. En otras palabras, es seguro decir que la técnica se generaliza.

Vamos a suponer que usted ha seguido una metodología para la colocación y enrutamiento, señales de alta velocidad críticos, ellos fijos, y que el resto de las señales son no-crítico. Vamos a ver un escenario en el que el tablero es 98% completado después de una serie de rutinas trazador automático y fabricación. Una tasa de finalización del 98% suena muy bien, pero todos sabemos que el router dejará las huellas más difíciles / largas para nosotros para completar. De hecho, los últimos 50 o más trazas pueden nos días de frustración golpearse la cabeza tardará en completarse.

Si una tabla no será enrutada a la terminación, tal vez no sea culpa del router. Podría ser simplemente que tenemos: (a) mala colocación con crossovers de autobús, (b) las normas de diseño mal definidos, o (c) no hayan previsto suficientes capas de señal en el stackup. Supongo que se obtiene una idea de cuántas capas se requieren después de hacer unas cuantas tablas. Mi regla general es que si no puedo completar al menos el 85% antes de empezar a ajustar el diseño, entonces voy a tener problemas serios. Con menos de 85% de avance de los bloques, que re-evaluar la colocación de componentes, redefinir las reglas de diseño si es necesario, añadir un par de capas de señal, o reducir la funcionalidad del diseño.

Puntos para Recordar

• Trazadores automáticos son herramientas que pueden hacer los diseñadores más productivo, pero que no representan una solución trivial, pulsador.
• El factor limitante es describir qué es lo que los tomadores de decisiones humanas realmente hacen. Muchas de estas sentencias implican una serie anidada de complejos what-if compensaciones.
• Trazadores automáticos pueden ser particularmente útiles para los diseños digitales, ya que tienden a utilizar todos los bienes inmuebles de planchar disponibles, reduciendo la posibilidad de interferencia debido a la proximidad.
• Un diseñador puede pasar horas la creación de reglas de diseño para controlar el trazador. Pero, cuando nos dirigimos al router desde el esquema, es posible ver lo que hay que hacer sin trabajar a través del proceso de marcación de interacciones complejas y reglas de diseño condicionales.
• Pruebas cruzadas entre el esquema y el router es una característica fantástica que permite al diseñador a construir una ruta extremadamente densa, compleja en un par de horas.
• Como regla general, si no se puede llegar a completar al menos el 85% con el trazador automático sin ajustar manualmente el diseño, te estás preparando para el diseño de algunos dolores de cabeza graves, como termine el tablero.
• Si una tabla no será enrutada a la terminación, tal vez no sea culpa del router. Puede que sólo sea que tenemos: una mala colocación de cruces de autobuses, las reglas de diseño definidas incorrectamente, o no hemos permitido que suficientes capas de señal en el stackup.
• El perímetro técnica de enrutamiento proporciona un adicional de 30 huellas por capa de la señal. Para una tabla de 12 capas con 8 capas de señal, que es la friolera de 240 rastros adicionales.

Referencias

Diseño Avanzado de SMT - Barry Olney
Más allá del diseño: Interactivo colocación y enrutamiento Estrategias - Barry Olney
Más allá de Diseño:   Introducción a la Simulación del nivel de dirección y el proceso de diseño de PCB - Barry Olney
Más allá de Diseño: Tecnologías Digital-Analog mixtos - Barry Olney
Técnicas de PCB de diseño para DDR, DDR2 y DDR3, Parte 2 - Barry Olney
PCB Técnicas de diseño de DDR, DDR2 y DDR3, Parte 1 - Barry Olney
El ICD stackup y PDN Planner se pueden descargar desdewww.icd.com.au

Barry Olney es director general de In-Circuit Design Pty Ltd (ICD), Australia. CIE es una empresa de servicios de diseño de PCB que se especializa en la simulación a nivel de placa. La compañía desarrolló el Planificador ICD stackup y software planificador ICD PDN.

Traza Corrientes y Temperatura, Parte 1: El modelo básico

Este primero de una serie de cuatro partes en las corrientes de traza y temperatura cubre el papel de la resistencia y luego formula un modelo básico para el análisis. Las partes siguientes explorarán diversos resultados que se han obtenido empíricamente, cómo podemos utilizar la temperatura de fusión de un seguimiento a nuestro favor, y cómo lidiar con vías.

Papel de la Resistencia

Las huellas se calientan (aumento de la temperatura), debido a la disipación de potencia dentro de la propia huella. Si no fluye corriente, no hay calefacción. Si la corriente de flujo hace, a continuación, la potencia disipada en la traza es igual a i ² R, donde i es la corriente abajo de la traza y R es la resistencia del conductor.

En mi columna de "lo que es actual y por qué nos importa",proporciono la definición fundamental en la electrónica: corriente es el flujo de electrones. I desarrollar esa definición en esa columna y con más detalle en un artículo en nuestro sitio web ^[1] . Electrones individuales realmente fluyen muy lentamente por un conductor de cobre. Más exactamente, que saltan de un átomo a otro, desplazando a un electrón en un átomo. Eso electrones luego salta a otro átomo, desplazando un electrón en ese átomo, y así sucesivamente. Los electrones individualesno viajan a la velocidad de la luz, pero el desplazamiento de electrones de un átomo a otro lo hace progresar a la velocidad de la luz.

El calor (o la temperatura) es el movimiento ^[2] . Como la temperatura de un material aumenta, atómicas y el movimiento molecular en que el material se acelera. En particular, no hay movimiento aleatorio en el nivel de electrones, que también se acelera con la temperatura. Esto da lugar a colisiones aleatorias entre los electrones en los conductores. Si tratamos de empujar una señal por un conductor con muchas de esas colisiones pasando, tenemos que superar (por lo menos hasta cierto punto) los efectos de las colisiones. Lo hacemos con una fuerza que, en nuestro mundo, es igual a la tensión. Es el efecto de estas colisiones, lo que impide el flujo de los electrones, que llamamos resistencia .

La resistencia que ve una señal, ya que se propaga por un conductor es principalmente el resultado de estas colisiones. Hay un menor número de colisiones a temperaturas más bajas que a temperaturas más altas, y por lo tanto la resistencia de un conductor es menor a temperaturas más bajas y aumenta con la temperatura. El número de electrones disponibles para los aumentos de flujo de corriente con área de sección transversal, por lo que es más fácil para una señal para encontrar un camino a través de las colisiones (es decir, hay más rutas disponibles con áreas de sección transversal más grandes). Por lo tanto, como regla general, la resistencia de un conductor disminuye con el aumento de área de sección transversal y aumenta al aumentar la temperatura.

Así que a medida que pasamos de una señal por un conductor, una pequeña cantidad de la energía de la señal se disipa dentro del conductor como la disipación de energía: i ² R. Esta es la disipación de energía que calienta el conductor. No es generalmente más alta energía que se pierde a temperaturas más altas, y la energía inferior perdido con conductores más grandes (es decir, los que tienen áreas de sección transversal más grandes).

Resistividad

La característica de un material que refleja su resistencia eléctrica es una propiedad llamada resistividad . Todos los materiales tienen resistividad y hay numerosas mesas en los medios impresos y en la Web que proporcionan información de resistividad para varios materiales. Plata, cobre y oro, respectivamente, tienen la resistividad más baja de todos los elementos. Se suele dar por los valores:

1.6x10 Plata ^-8 ohm * m
1.7x10 Cobre ^-8 ohm * m
2.2x10 Oro ^-8 ohm * m

Nota : Las unidades son ohm-metros.

Desde resistividad aumenta con la temperatura (véase la discusión anterior), la resistividad eléctrica se debe especificar a una temperatura determinada . Esto por lo general se especifica como ambiente o la temperatura ambiente, a 20 ^o C.

Como se ha señalado, las unidades de resistividad son ohmios de longitud. Si dividimos la resistividad por el área de sección transversal de un conductor, obtenemos unidades de:

Longitud Ohms-length/area = ohmios / unidad.

Ahora, si multiplicamos que por la longitud del conductor, las unidades pasan a ser:

Ohms / unidad de longitud x longitud = ohms (o, simplemente, la resistencia).

Así, la fórmula estándar para la resistencia de un conductor, sobre la base de su resistividad, es ^[3] :

[Ecuación. 1] R = (ρ / A) * L                     

Dónde:

ρ (rho) es la resistividad del conductor
A es el área de sección transversal del conductor
L es la longitud del conductor.

Y puesto que la resistividad se da en relación con una temperatura específica, entonces la resistencia de una huella calculada con la ecuación 1 se aplica a una temperatura específica .

Coeficiente térmico de resistividad

El coeficiente térmico de resistividad se suele representar por el símbolo alfa, α. Es el factor de que la resistencia aumenta con la temperatura. Su uso se muestra en la Ecuación 2. Tome la resistencia de un conductor a alguna temperatura de referencia (por lo general, pero no necesariamente 20 ^o C) y se multiplica por uno más alfa, veces el cambio en la temperatura de la referencia:

[Ecuación. 2] R = R _ref (1 + α * Delta T)                            

Dónde:

R = Resistencia a la temperatura deseada
R _Ref. = Resistencia a la temperatura de referencia
α = coeficiente térmico de resistividad, y
T = temperatura deseada - temperatura de referencia ( ^o C).

El coeficiente térmico de resistividad para la plata, el cobre, y oro es ^[4] :

Silver 0.003819 por grado C
Cobre 0.004041 por grado C
de Oro 0.003715 por grado C

El coeficiente térmico de resistividad es muy aproximadamente 0,4% por grado C.

La resistencia de los cables de cobre y trazas

La resistencia de los alambres de cobre de tamaño arbitrario es fácilmente disponible en los textos estándar y páginas Web. La tabla estándar de la resistencia se basa generalmente en la tabla American Wire Gauge que a su vez se basa en lo que se conoció como la tabla Gauge Brown y Sharpe alambre formulada por primera vez en 1857 ^[5] . Si bien estos tipos de tablas equiparan fácilmente resistencia y tamaño de alambre de unos 44 calibres de conductores diferentes (medidores) que no son particularmente útiles para la determinación de la resistencia frente a tamaño de rastros de PCB. UltraCAD ha creado una calculadora gratuita para convertir convenientemente entre el tamaño del trazo y el calibre del cable, disponible en nuestro sitio web ^[6] .

Un ejemplo de esta calculadora se muestra en la Figura 1.

Figura 1: Wire Gauge Calculadora de UltraCAD, v3.

La parte superior de la calculadora permite al usuario introducir cualquier dos de los tres parámetros (calibre de alambre, grueso trazo y trazo ancho) y resolver para el tercero. Entonces, si el usuario introduce una longitud de pista y una temperatura ambiental específico, la calculadora va a resolver para la resistencia rastro a esa temperatura. Por último, si el usuario introduce la corriente que fluye por la traza, la calculadora ofrece la caída de tensión en la traza (cálculo ley simple de Ohm).

Modelo para temperaturas de traza

Ahora tenemos todo lo que necesitamos para desarrollar un modelo para las relaciones corriente residual / temperatura. Tal modelo se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Modelo para los efectos de corriente residual / temperatura.

La Figura 2 ilustra una traza sobre un sustrato. La traza se somete a calentamiento como resultado de la potencia disipada en la traza (es decir, el i ² pérdida de R). La traza se enfriará como resultado de la conducción y convección. Una temperatura estable se alcanza cuando el efecto de calentamiento y el efecto de enfriamiento son iguales y se anulan.

Por lo tanto, podemos comenzar con la idea de que el cambio de temperatura (de la traza) es proporcional a i ² R, o bien:

[Ecuación. 3]

Puesto que R es inversamente proporcional al área, A, podemos reescribir esto como:

[Ecuación. 4]

Y reordenando términos conduce a:

[Ecuación. 5]

[Ecuación. 6]

[Ecuación. 7]

Tenga en cuenta que cada ecuación sucesiva (Ecuaciones 6 y 7) se hace cada vez más general.

Hay dos razones para la ecuación más general. La primera es que la zona de la traza está involucrado en tanto el calentamiento de la traza y el enfriamiento de la traza. Por lo tanto, sería de esperar que tenga un exponente diferente que el término? T. La otra razón para un enfoque más general es debido a que la resistividad cambia con la temperatura.Suponga que el único factor importante es la disipación de energía.Entonces sería intuitivamente parece que 0.5 sería el exponente correcto para Delta T. Pero a medida que la traza se calienta los cambios de resistividad. Por lo tanto, para una corriente dada, hay más de calentamiento a temperaturas más altas que la que hay a temperaturas más bajas. En consecuencia, podríamos esperar que el exponente de Delta T es ligeramente diferente de 0,5.

En un artículo publicado en 1997, McHardy y Gandhi ^[7]  trataron de adaptarse a la ecuación 7 para los datos originales IPC que todos sabemos y el amor, más sobre esto en la Parte 2 de esta serie. Llegaron a la conclusión de que el factor de forma de una huella puede ser importante en la relación. Es decir, el aumento de la temperatura puede ser diferente para una amplia traza, relativamente delgado de lo que sería para un estrecho, más grueso uno de la misma área de sección transversal. Esto sería debido a una huella más amplia podría enfriarse más que una huella angosta haría. La estabilidad térmica se produciría cuando la calefacción de la traza (causada por i ² R) igualó el enfriamiento de la traza (relacionada con el área de superficie, o más directamente a la anchura, W). Podemos ser capaces de mejorar el modelo de la Ecuación 7, por lo tanto, al ver el factor de forma de la traza (es decir, la anchura y el espesor) en lugar de sólo el área de la sección transversal. Podemos modificar el modelo en la ecuación 7 para ajustar para esta rompiendo el término área en sus componentes de anchura y espesor, como en la ecuación 8:

[Ecuación. 8]

Ecuación 8, a continuación, se convierte en un modelo apropiado para la investigación de la relación entre las corrientes y temperaturas traza traza. Vamos a ver algunos resultados empíricos de este modelo en la parte 2 de esta serie.

Referencias

1. Para una discusión más extensa de la corriente y su relación con las ecuaciones de Maxwell, véase mi artículo "¿Cómo se llama esta cosa" actuales: Electrones, Desplazamiento, Luz, o qué? "
2. Por ejemplo, la definición del cero absoluto de temperatura es cuando todo el movimiento a nivel atómico se detiene.
3. Es realmente fácil de mezclar unidades al utilizar esta fórmula.Asegúrese de que la resistividad, el área y la longitud están expresados ​​en las mismas unidades de longitud o errores resultarán!
4. El coeficiente térmico de resistividad es muy sensible a una aleación particular. Por lo tanto, diferentes fuentes pueden dar diferentes valores, basados ​​en diferentes supuestos de aleación.
5. Para una buena discusión de este, así como una tabla completa, visite Wikipedia .
6. Ver www.ultracad.com .
7. "Empirical Ecuación para Traces PLP acerca de" John McHardy, Mahendra Gandhi. Presentado en IPC Works '97 5 a 9 octubre 1997, Documento Técnico IPC S06-2

Douglas Brooks tiene un MS / EE de la Universidad de Stanford y un doctorado de la Universidad de Washington. Ha desarrollado gran parte de su carrera en la industria de la electrónica en los puestos de ingeniería, marketing, administración general, y como CEO de varias compañías. Ha sido propietario UltraCAD Design Inc. desde 1992. Es autor de numerosos artículos en diversas disciplinas, y ha escrito artículos y dado seminarios en todo el mundo sobre los problemas de integridad de la señal desde la fundación UltraCAD. Su libro,  Diseño Placa de circuito impreso y Signal Integrity Issues  fue publicado por Prentice Hall en 2003. Visite su sitio web en  www.ultracad.com .

Reid sobre Confiabilidad: Adhesivo Delaminación

Con el advenimiento de las Restricciones de la Unión Europea relativo a las sustancias peligrosas (RoHS) de la legislación, el plomo fue retirado de la soldadura. Esto requiere temperaturas de montaje de PCB que ser aumentado para acomodar el mayor punto de fusión de las aleaciones de soldadura sin plomo. La temperatura de montaje aumentó desde un nivel tradicional de 230 ° C, hasta un máximo de 260 ° C, aunque algunas casas de ensamblaje son capaces de reunirse en un modesto 245 º C.

El adicional 30 ° C se ha demostrado un impacto negativo en el material dieléctrico dentro de la mayoría de los tipos de PCB utilizados en los productos electrónicos. Muchos de los materiales dieléctricos disponibles en el mercado no están garantizados para mantener su solidez en aplicaciones IDH cuando se exponen a múltiples montaje 260 ° C y retrabajo excursiones térmicas. Cuanto más alto es el montaje y la temperatura de la reanudación están aumentando el riesgo de daños materiales.

El proceso de montaje libre de plomo suele durar dos o tres excursiones térmicas hasta 260 º C. Hay comúnmente dos excursiones térmicas en un horno de reflujo para el montaje de doble cara y uno para la unión localizada, más una ola de soldadura si se instalan los conectores.Rework puede añadir otros dos o tres excursiones térmicas (por lo general a temperaturas más altas durante tiempos más largos); hay uno para la eliminación de BGA, otro para el reemplazo BGA y el tercero para un retoque a mano. Esto significa que el montaje de PCB típica (PCBA) puede ser necesaria para "sobrevivir" seis recorridos térmicos de alta temperatura.

No se entiende completamente si los materiales utilizados en aplicaciones de HDI pueden soportar esa cantidad de calor varias veces sin experimentar algún nivel de degradación del material. En consecuencia, daños materiales es cada vez más común en las aplicaciones de HDI donde se aplica la temperatura de ensamblaje con 260 º C como el requisito superior. En un estudio reciente, 15 de los 24, con materiales compatibles sin plomo electrónica-aprobadas por la industria mostraron daños materiales después de seis ciclos de ensamblaje a 260 ° C en un horno de reflujo convencional.

Pruebas de ciclo térmico se realizó en cupones representativos para determinar la fiabilidad de PTH y el material de robustez. El método de ciclo térmico utilizado se conoce como la prueba de esfuerzo de interconexión (IST). En este método, el ciclo térmico de cupones IST oscila de temperatura ambiente a 150 ° C en tres minutos y volvió a la temperatura ambiente en aproximadamente dos minutos, mientras que la vigilancia constante de la resistencia en los circuitos de cobre se registra.Las excursiones térmicas precipitan barril grietas que se traducen en aumentos de la resistencia en el circuito de prueba. Un aumento del 10% en la resistencia de un circuito se considera un fracaso (estándar IPC).Cualquier daño material se puede extender artificialmente ciclos térmicos al fracaso, debido a los efectos para aliviar el estrés. Lo que se ha encontrado: La mayor parte del tiempo, el estrés daños materiales alivia las interconexiones - por ejemplo, en la zona central del cañón de PTH - que se extiende de este modo los ciclos térmicos al fracaso. Esto no se encuentra comúnmente cuando los cupones se exponen a 6x230 ° C preacondicionamiento, pero es más común cuando cupones similares están expuestos a 6X260 ° C.

Por ejemplo, los cupones se pusieron a prueba tal como se recibieron sin preacondicionamiento y alcanzado una media de 500 ciclos térmicos al fracaso. Cuando cupones similares están expuestos a 6x230 ° C preacondicionamiento, no pudieron con una media de 375 ciclos hasta el fallo. Cuando los cupones del mismo grupo fueron expuestos a 6X260 ° C fallarían con una media de 500 ciclos hasta el fallo, lo cual era contrario a la intuición. Cuando se microsectioned los cupones 6X260 ° C, que exhibieron daños materiales, mientras que los cupones de prueba en que se recibieron y los expuestos a 6x230 ° C no mostraron daños materiales.Lo que se pide es un medio para encontrar daños materiales por vía electrónica.

Una de las consideraciones relativas a la delaminación de adhesivo es la presión de vapor. Lo que sucede es que el agua y otros volátiles atrapados en la presión ejercen material cuando el agua se vaporiza en vapor. La presión de vapor de agua es de 300 libras por pulgada cuadrada (PSI) a 230 ° C y es de 700 PSI a 260 ° C. Así que, lógicamente, el vapor de agua se debe producir una enorme cantidad de presión internamente en el PCB. Pero nos olvidamos de tomar en cuenta la cantidad de agua disponible. Dado que la cantidad de agua es tan baja en placas de circuito, tan bajo como 0,12% del peso de la junta (poliimida podría ser tan alta como 4%), toda el agua se evapora y luego se detiene el aumento de la presión a una velocidad tal significativa . Esta cantidad limitada de agua limita la presión que ejerce el agua sobre el tablero.

En general, el vapor de agua y la presión generada desde el agua no es suficiente para causar el PCB para someterse a la delaminación de adhesivo. Debe haber otros factores en juego, además de la presión de vapor del agua u otros compuestos volátiles. Digamos que usted tiene delaminación adhesiva en un grupo de cupones que no se deshidrató por cocción antes de preacondicionamiento. Para salvarlos, decide hornear el resto de los cupones a 105 ° C durante cuatro horas en un intento de impulsar el agua de los cupones antes de preacondicionamiento. Lo más probable es que los cupones seguirán deslaminar. Nunca he encontrado que la cocción para eliminar puntas de agua de la escala y ahorra cupones de delaminación. De hecho, la cocción, si es demasiado agresivo, en una temperatura demasiado alta o demasiado tiempo, puede obligar a los cupones de deslaminar antes. La tendencia a deslaminarse después de la cocción agresiva puede ser debido al envejecimiento térmico de la resina epoxi cuando se exponen a altas temperaturas durante largos períodos de tiempo.

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Figura 1: Sección transversal que muestra la delaminación del adhesivo.

Delaminación de adhesivo se parece a una ampolla en una vista en sección transversal (Figura 1). Es largo y termina en punta en los dos extremos. La deslaminación es a lo largo de superficies laminadas como la interfaz entre el estado B y C-etapa, en fase B y el cobre o a lo largo de los haces de vidrio. La delaminación a lo largo de haz de vidrio no es la fibra de vidrio individual, sino entre los haces de vidrio como un grupo epoxi y el adyacente. El agrietamiento es una separación entre fibras de vidrio individuales. Los conceptos asociados con la resquebrajadura se tratarán en otra columna.

Figura 2:. Animación de la delaminación adhesivo clic aquí para ver la animación.

En la delaminación de adhesivo, la separación es a lo largo de la interfaz de laminado. Con frecuencia, esta delaminación es profundo dentro de la tabla y no es visible por un examen externo. Muy a menudo, este tipo de daños materiales se produce durante el montaje y retrabajo. Esto es más común con la excursión térmica ensamblaje sin plomo asociado y retrabajo. En la animación, observe que la delaminación ocurre durante el ciclo de calentamiento.

Este artículo apareció originalmente en el 02 2013 cuestión de la Revista de Diseño de PCB.

Paul Reid es coordinador del programa en Interconnect Soluciones PTP, donde sus deberes incluyen pruebas de fiabilidad, análisis de fallos, análisis de materiales, y la consultoría fiabilidad PLP.

http://www.pcbdesign007.com/pages/zone.cgi?topic=0&artcatid=0&a=91402&artpg=1&artid=91402&pg=3