संचार मॉड्यूल पीसीबी में डायोड के लेआउट के लिए क्या ध्यान दिया जाना चाहिए?

一, टीवीएस डायोड के लिए सुरक्षा लेआउट रणनीति
1। संरक्षण नोड्स की पूर्व स्थिति
पहले सुरक्षात्मक बाधा बनाने के लिए टीवीएस डायोड को सिग्नल प्रवेश द्वार पर तैनात करने की आवश्यकता है। एक उदाहरण के रूप में RS485 संचार इंटरफ़ेस लेते हुए, एक द्विदिश टीवीएस डायोड को कनेक्टर के पीछे 5 मिमी के भीतर व्यवस्थित किया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि ट्रांसीवर में प्रवेश करने से पहले ईएसडी दालों को क्लैंप किया गया है। एक निश्चित औद्योगिक संचार उपकरणों के परीक्षण डेटा से पता चलता है कि इस लेआउट को अपनाने के बाद, एंटी - उपकरण का स्थिर स्तर IEC 61000-4-2 स्तर 2 से स्तर 4 से उठाया गया है।
2। ग्राउंडिंग पथ अनुकूलन
टीवीएस डायोड को सिग्नल रिटर्न पथ के साथ रूटिंग साझा करने से बचने के लिए स्वतंत्र वीआईएएस के माध्यम से कम प्रतिबाधा ग्राउंड प्लेन से जुड़ा होना चाहिए। उच्च - आवृत्ति संचार मॉड्यूल के लिए, यह एक "स्टार ग्राउंडिंग" संरचना को अपनाने की सिफारिश की जाती है: एक समर्पित ग्राउंडिंग पैड को टीवीएस इंस्टॉलेशन की स्थिति के पास स्थापित किया जाना चाहिए, जो कई VIAS (0.3 मिमी से अधिक या बराबर व्यास) के माध्यम से आंतरिक ग्राउंड विमान से जुड़ा होता है। 5 जी बेस स्टेशन परीक्षण से पता चला कि यह लेआउट क्लैंप वोल्टेज को 18% तक कम कर सकता है और संवेदनशील चिप्स की प्रभावी रूप से रक्षा कर सकता है।
3। तारों की लंबाई का नियंत्रण
टीवीएस डायोड से संरक्षित डिवाइस तक वायरिंग की लंबाई को 50mil के भीतर सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। विद्युत चुम्बकीय सिमुलेशन डेटा के अनुसार, तार की लंबाई में प्रत्येक 100 मील की वृद्धि के लिए, परजीवी इंडक्शन लगभग 3NH तक बढ़ जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप क्लैंप वोल्टेज में 15% - 20% की वृद्धि होगी। हाई-स्पीड सिग्नल (जैसे यूएसबी 3.0) के लिए, सिग्नल टाइमिंग मैचिंग सुनिश्चित करने के लिए "सर्पेंटाइन रूटिंग" मुआवजा तकनीक का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
2, रेक्टिफायर डायोड के लेआउट पॉइंट
1। थर्मल प्रबंधन डिजाइन
उच्च शक्ति रेक्टिफायर डायोड (जैसे कि 1N5822) को "थर्मल इलेक्ट्रिकल सीओ डिज़ाइन" के सिद्धांत का पालन करने की आवश्यकता होती है: सरणी के माध्यम से एक थर्मल (व्यास 0.5 मिमी, रिक्ति 1.0 मिमी) को डायोड के नीचे सेट किया जाता है, और गर्मी को कॉपर पन्नी के माध्यम से पीसीबी की आंतरिक परत के लिए आयोजित किया जाता है। एक डीसी - डीसी कनवर्टर पर परीक्षणों से पता चला है कि यह लेआउट जंक्शन तापमान को 12 डिग्री तक कम कर सकता है और डिवाइस जीवनकाल को तीन बार से अधिक बढ़ा सकता है।
2। वर्तमान पथ अनुकूलन
रेक्टिफायर डायोड को "शॉर्ट एंड वाइड" वायरिंग डिज़ाइन को अपनाना चाहिए: एनोड वायरिंग की चौड़ाई 0.5 मिमी से अधिक या बराबर होनी चाहिए, और कैथोड वायरिंग की चौड़ाई 1.0 मिमी से अधिक या बराबर होनी चाहिए। उच्च - वोल्टेज एप्लिकेशन (जैसे कि POE पावर सप्लाई) के लिए, विद्युत क्षेत्र एकाग्रता के कारण होने वाले कोरोना डिस्चार्ज से बचने के लिए वायरिंग कॉर्नर में 45 डिग्री के चम्फर का उपयोग किया जाना चाहिए। एक निश्चित गीगाबिट ईथरनेट मॉड्यूल परीक्षण से पता चला है कि अनुकूलित लेआउट ने वोल्टेज ड्रॉप को 0.3V से 0.1V तक कम कर दिया, और सिस्टम दक्षता में 2.3%की वृद्धि हुई।
3। लेआउट समरूपता
एक पूर्ण पुल रेक्टिफायर सर्किट में, चार डायोड को यह सुनिश्चित करने के लिए केंद्र में सममित रूप से वितरित किया जाना चाहिए कि वर्तमान पथ समान लंबाई का है। इस लेआउट को अपनाने के बाद, एक निश्चित एसी - डीसी पावर मॉड्यूल का रिपल वोल्टेज आईईसी 61000-3-2 वर्ग डी मानक को पूरा करते हुए 120MV से घटकर 45MV हो गया।
3, सिग्नल डायोड के लिए लेआउट विनिर्देश
1। उच्च गति संकेत सुरक्षा
विभेदक संकेतों (जैसे LVDs) के लिए, Schottky डायोड के साथ "बैक - से - बैक" लेआउट (जैसे BAT54S) का उपयोग ओवरवॉल्टेज सुरक्षा के लिए किया जाना चाहिए। डायोड को कनेक्टर के खिलाफ कसकर रखा जाना चाहिए, और अंतर जोड़े के बीच वायरिंग की लंबाई में अंतर ± 5ml के भीतर नियंत्रित किया जाना चाहिए। एक उच्च - स्पीड कैमरा मॉड्यूल के एक परीक्षण से पता चला है कि यह लेआउट नेत्र छवि घबराना 40% तक कम कर देता है और त्रुटि दर को 10 ⁻⁹ से 10 ⁻ ² तक कम कर देता है।
2। एनालॉग सिग्नल अलगाव
एडीसी इनपुट चैनल में, सीमित डायोड (जैसे कि 1N4148) को सिग्नल स्रोत के साथ ग्राउंड किया जाना चाहिए और चुंबकीय मोतियों (100 ω @ 100MHz) के माध्यम से डिजिटल ग्राउंड से अलग किया जाना चाहिए। एक निश्चित औद्योगिक उपकरण परीक्षण से पता चलता है कि यह लेआउट सिग्नल - को - शोर अनुपात में 8DB द्वारा सुधार सकता है और डिजिटल सर्किट शोर हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से दबा सकता है।
3। लेआउट घनत्व नियंत्रण
घने लेआउट परिदृश्यों में, डायोड के बीच रिक्ति को निम्न आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:
एक ही दिशा में घटकों के बीच की दूरी 0.3 मिमी से अधिक या बराबर है
विपरीत दिशात्मक घटकों के बीच की दूरी 0.13 × h +0.3 मिमी से अधिक या बराबर है (एच घटकों की अधिकतम ऊंचाई अंतर है)
एक निश्चित नेटवर्किंग मॉड्यूल के लिए इस विनिर्देश को अपनाने के बाद, वेल्डिंग विफलता दर 0.8%से घटकर 0.15%हो गई, और उत्पादन दक्षता में 25%की वृद्धि हुई।
4, विशेष अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए लेआउट तकनीक
1। मोटर वाहन इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग
कैन बस इंटरफ़ेस में, दोहरे टीवीएस डायोड (जैसे कि P6SMB18CA) का उपयोग अंतर मोड सुरक्षा के लिए किया जाना चाहिए, और सामान्य मोड इंडक्शन का उपयोग किया जाना चाहिए (10MH@100MHz) सामान्य मोड हस्तक्षेप को दबाएं। एक वाहन माउंटेड ईसीयू परीक्षण से पता चलता है कि यह लेआउट विद्युत चुम्बकीय संगतता के लिए आईएसओ 11452-2 स्तर 4 प्रमाणन प्राप्त कर सकता है।
2। एयरोस्पेस अनुप्रयोग
विकिरण सुदृढीकरण डिजाइन के लिए, सिरेमिक एनकैप्सुलेटेड डायोड (जैसे 1N5711W) का उपयोग किया जाना चाहिए, और एकल कण प्रभावों के जोखिम को "क्रॉस क्रॉसिंग" वायरिंग के माध्यम से कम किया जाना चाहिए। एक उपग्रह संचार मॉड्यूल परीक्षण से पता चला कि यह लेआउट परिमाण के एक क्रम से विकिरण खुराक को बढ़ा सकता है।
3। चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोग
पहनने योग्य उपकरणों में, अल्ट्रा - कम रिसाव वर्तमान डायोड (जैसे कि BAS70-04) का उपयोग किया जाना चाहिए, और मानव स्थैतिक बिजली को "फ्लोटिंग ग्राउंड" डिजाइन के माध्यम से अलग किया जाना चाहिए। एक मेडिकल रिस्टबैंड परीक्षण से पता चला है कि यह लेआउट लीकेज करंट को 0.5 μ ए से 0.02 μ ए से कम कर सकता है, जो आईईसी 60601-1 मानक को पूरा करता है।
5, लेआउट सत्यापन और अनुकूलन विधियाँ
1। परजीवी पैरामीटर निष्कर्षण
डायोड लेआउट के परजीवी इंडक्शन (एल) और परजीवी कैपेसिटेंस (सी) को निकालने के लिए सी/पीआई सिमुलेशन टूल का उपयोग करें, यह सुनिश्चित करें कि:
L × di/dt
सी × डीवी/डीटी
इस विधि का उपयोग करके एक निश्चित 5g मिलीमीटर तरंग मॉड्यूल का अनुकूलन करने के बाद, सिग्नल अखंडता सूचकांक में 15%में सुधार हुआ।
2। थर्मल सिमुलेशन विश्लेषण
थर्मल सिमुलेशन के लिए ANSYS ICEPAK का उपयोग करें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि डायोड जंक्शन तापमान रेटेड मूल्य के 80% से अधिक नहीं है। बिजली उपकरणों के लिए, यह सत्यापित करना आवश्यक है कि थर्मल वीआईएएस की गर्मी अपव्यय दक्षता निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करती है:
θ JA (पर्यावरणीय थर्मल प्रतिरोध के लिए जंक्शन)<40 ° C/W
एक उच्च - पावर एलईडी ड्राइवर मॉड्यूल ने 55 डिग्री C/W से 32 डिग्री C/W से θ JA को कम करने के लिए थर्मल को लेआउट के माध्यम से अनुकूलित किया।
3। विनिर्माणता के लिए डिजाइन (DFM)
लेआउट निरीक्षण के लिए IPC-2221 मानक का पालन करें, सत्यापित करने पर ध्यान देने के साथ:
पैड आकार और घटक पिन मिलान
स्क्रीन मुद्रण लेबल स्पष्टता
V - कट पैनल की उचित स्थिति
एक निश्चित उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स मॉड्यूल को DFM के माध्यम से अनुकूलित किया गया है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन थ्रूपुट में 82% से 96% की वृद्धि हुई है।
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