في شوية "مصائب" علمية تم ذكرها مؤخراً :ah38: <<<< شكله هيتعب معانا تاني يا عم سام :D
ليس هذا هو الهدف مطلقا من استخدام ال Multilayer PCBs و مش عارف فين قريت الكلام دا ؟!
لو عندك PCB بطبقة واحدة: نفترض انك تستطيع وضع 50 مكون الكتروني (مقاومات, مكثفات,...الخ).
لو عندك PCB بطبقتين: سيمكنك ذلك من وضع 100 مكون الكتروني, فلنفترض, 50 على الطبقة الأولى
و ال 50 الآخرين على الطبقة الثانية, مثلما نرى تماما مع بطاقات العرض, فترى المكونات على وجهي البطاقة.
و لكن هذا لا يعني على الاطلاق ان ال PCBs بطبقات اكثر ستسمح بوضع مكونات اكثر, لانهم وجهين فقط اللي باستطاعتك تستخدمهم!
** اذن ما هي الفكرة في زيادة عدد الطبقات اكثر من ذلك طالما لن يفيدني في زيادة عدد المكونات؟
هنا يجب علينا التعمق قليلا:
في الترددات المرتفعة جدا ( RF Frequencies ) بال MHz و ال GHz يزداد تعقيد التصميم جدا
و يتطلب استخدام المزيد و المزيد من الطرق التي تساعد على الحفاظ على صحة و سلامة
الاشارة الكهربية - ان صح التعبير للتبسيط.
و ذلك بسبب طبيعة الاشارة الكهربية في الترددات المرتفعة حين مرورها في مساراتها
(سلك نحاسي على سبيل المثال) فيمكن اذا تناسب الطول الموجي للاشارة ( Wavelength )
مع طول السلك النحاسي بطريقة ما يؤدي ذلك الى تحول السلك النحاسي الى ما يشبه ال Antenna
و يؤدي ذلك الى تحول تلك الاشارة الكهربية الى طاقة كهرومغناطيسية و بالتالي تتسبب في تشتت
الاشارة الكهربية في الهواء بدلاً من الوصول الى الهدف على البطاقة نفسها.
و هذه المشكلة المتمثلة في المحافظة على الاشارات الكهربية يأتي التصميم المتعدد الطبقات ليحل جزء منها.
لانه لتفادي هذه المشكلة و يطلق عليها
Electromagnetic Emissions, يتم اضافة Shields على مسارات تلك
الاشارات لتقليل نسبة هذه الانبعاثات, و بالتالي ذلك يتطلب المزيد من التعقيد في التصميم و بالتالي يمكن
اضافة Layer كامل مصمم كShield لمثل هذه الانبعاثات, و ال Shield ايضا يمنع مشكلة شهيرة في عالم
الاتصالات و الاكترونيات و خصوصا على الترددات المرتفعة و يطلق عليها Crosstalk, اي ببساطة, تداخل الاشارات
الكهربية و لعل البعض منا حدثت معه هذه المشكلة, عندما تتحدث في الهاتف (الأرضي بالتحديد) و تسمع
اصوات جيرانك في تليفونك :D, و هذا حدث بسبب قرب المسارات التي تنقل الاشارة الكهربية و بالتالي
حصل تداخل بينها و يرجع ذلك الى تحول الاشارة الكهربية الى اشارة كهرومغناطيسية تنبعث من مسارك
و تتحول الى اقرب مسار لك و هو مسار هاتف جارك !
طيب تخيل الوضع شكلوا ايه مع بطاقات العرض, دقق النظر في اي دائرة كهربية معقدة و لنأخذ بطاقة العرض كمثال,
سترى العديد و العديد من المسارات الرفيعة جدا التي تربط المكونات ببعض و هي قريبة جدا من بعض, و بالتالي
عرضة اكبر لمشكلة ال
Crosstalk و التي تعالجها الى حد كبير استخدام ال Shields.
ايضا, مشكلة اخرى و هي كيفية مد جميع المكونات على اللوحة بالطاقة اللازمة للتشغيل, دون الحاجة لمد اسلاك
او مسارات طويلة بين المكونات الالكترونية و نقاط ال
VCC و ال Ground (او
Gnd اختصاراً) التي تغذيها.
بالتالي يقومون بصنع طبقة مخصصة لل VCC و طبقة اخرى لل Gnd لكي لا تطول المسارات و يسهل التوصيل.
هذه بعض الاسباب العلمية التي تضطر الكثير من المصنعين للجوء الى التصميمات متعددة الطبقات.
اتفق معك جزئياً في ان المسافة بين المكونات كلما زادت, كلما قل تأثير حرارة كل جزء على الآخر و هذا منطقي.
و لكن اختلف معك بخصوص "البراح"
, فالموضوع ليس بهذه البساطة, هم محكومون في التصميم بالعديد
من العوامل, فموضوع الحرارة يمكن حله ببساطة بالمشتتات الحرارية, او باستخدام طبقات نحاسية اضافية
تؤدي الى تشتيت الحرارة الموجودة بين طبقات ال PCB نفسها (مثل تقنية UD3 من جيجابايت), انما هنالك
الكثير من المشاكل التي ذكرت بعضها في هذه المشاركة, لحلها يتوجب استخدام تصميم اكثر تعقيدا.
ايضا كنت ذكرت سابقا, ان توجه معظم الشركات الآن هو الى الاهتمام بالكفائة او ال Efficiency لان الاهتمام
بزيادة الكفائة يؤدي الى زيادة في الأداء مقابل تقليل تكلفة التصنيع و يؤدي ايضا الى قلة الطاقة الناتجة من
الجهاز الالكتروني (بطاقة العرض مثلا) مقابل تقديم اداء عالي. و هذا يتمثل جليا عند المقارنة بين معمارية
ال GT200 و ال RV770 و تفوق الاخير باقتدار في موضوع الكفائة.
نقطة اخيرة بخصوص تكلفة اللوحات متعددة الطبقات, فلو نظرنا لتكلفة ال Layers نفسها, فلن نجد فرق كبير
في السعر بين لوحة ذات طبقة واحدة ( ب 3 جنيه في القاهرة لحجم قد كف اليد, بس نوع رديئ شوية :D)
و لوحة بطبقتين ( لا اتذكر سعرها تحديدا و لكن كانت قريبة من سعر الأولى) انما الفرق يكون في تكلفة المكونات
التي ستستخدمها الشركات لاستغلال هذه الطبقات الزائدة.
اضافة بسيطة: اذا نظرنا الى صور البطاقات التي وضعها الاستاذ مينا, يتضح جدا "حرفنة" تصميم ال HD 4890
هناك العديد و العديد من النقاط التي كنت اود الخوض باستفاضة اكثر فيها, و لكن ما يمنعني الآن هو تأخر الوقت, وبداية فقدان التركيز.
ان شاء الله لي عودة غدا, و ارجوكم لو في اي شيء غير دقيق ذكرته او لديكم اي استفسارات, فلا تترددوا في السؤال
المفضلات