Leiterplatte Blog - Über Design von High Speed Leiterplatten

Im Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesign ist das Via-Design ein wichtiger Faktor, der aus dem Loch, dem Pad-Bereich um das Loch und dem Trennbereich der Leistungsschicht besteht und normalerweise in drei Kategorien unterteilt wird: blind über, vergraben über und durch. Im Prozess des PCB-Designs werden durch die Analyse der parasitären Kapazität und der parasitären Induktivität des Durchgangs einige Vorsichtsmaßnahmen beim Design von Hochgeschwindigkeits-PCB-Durchgangs zusammengefasst. Die Leiterplatte ist eine wichtige elektronische Komponente, ein Trägerkörper für elektronische Komponenten und ein Anbieter von elektrischen Verbindungen für elektronische Komponenten. Da es durch elektronischen Druck hergestellt wird, wird es eine "gedruckte" Leiterplatte genannt. Gegenwärtig ist das Design von Hochgeschwindigkeits-PCB in der Kommunikation, Computer, Grafik und Bildverarbeitung und anderen Bereichen weit verbreitet. Alle elektronischen High-Tech-Produktdesigns verfolgen die Eigenschaften von niedrigem Stromverbrauch, geringer elektromagnetischer Strahlung, hoher Zuverlässigkeit, Miniaturisierung und geringem Gewicht. Um die oben genannten Ziele zu erreichen, ist Via Design ein wichtiger Faktor im Hochgeschwindigkeits-PCB-Design.

1. ViaVia ist ein wichtiger Faktor im mehrschichtigen PCB-Design. Ein Durchgang besteht hauptsächlich aus drei Teilen, einer ist das Loch; Die andere ist der Pad Bereich um das Loch; Der dritte ist der Isolationsbereich der POWER-Schicht. Der Prozess des Durchgangslochs besteht darin, eine Metallschicht auf der zylindrischen Oberfläche der Lochwand des Durchgangslochs durch chemische Abscheidung zu beschichten, um die Kupferfolien zu verbinden, die in den mittleren Schichten verbunden werden müssen, und die oberen und unteren Seiten des Durchgangslochs werden zu gewöhnlichen Pads gemacht. Die Form kann direkt mit den Linien auf der Ober- und Unterseite verbunden oder nicht verbunden werden. Vias können verwendet werden, um Geräte elektrisch anzuschließen, zu fixieren oder zu positionieren. Vias werden im Allgemeinen in drei Kategorien unterteilt: blinde Vias, vergrabene Vias und durchgehende Vias. Blindlöcher, die sich auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte befinden, haben eine bestimmte Tiefe und werden für die Verbindung der Oberflächenschaltung und des darunterliegenden inneren Schaltkreises verwendet. Die Tiefe des Lochs und der Durchmesser des Lochs überschreiten normalerweise nicht ein bestimmtes Verhältnis. Begrabene Löcher beziehen sich auf Verbindungslöcher in der inneren Schicht der Leiterplatte, die sich nicht bis zur Oberfläche der Leiterplatte erstrecken. Sowohl blinde Durchkontaktierungen als auch vergrabene Durchkontaktierungen befinden sich in der inneren Schicht der Leiterplatte und werden durch den Durchkontaktierungsprozess vor der Laminierung abgeschlossen. Während der Bildung der Vias können sich mehrere innere Schichten überlappen. Durchgangslöcher, die die gesamte Leiterplatte durchlaufen, können für interne Verbindungen oder als Montagelöcher für Bauteile verwendet werden. Da das Durchgangsloch im Prozess einfacher zu realisieren ist und die Kosten niedriger sind, wird das Durchgangsloch im Allgemeinen in der Leiterplatte verwendet.2. Parasitische Kapazität von DurchgängenDas Via selbst hat parasitäre Kapazität zum Boden. Wenn der Durchmesser des Isolationslochs des Durchgangs auf der Bodenschicht D2 ist, ist der Durchmesser des Durchgangs D1, die Dicke der Leiterplatte ist T, und die Dielektrizitätskonstante des Leiterplattensubstrats ist ε, Dann ist die parasitäre Kapazität des Durchgangs ungefähr: C =1.41εTD1/(D2-D1).Der Haupteinfluss der parasitären Kapazität des Durchgangs auf den Stromkreis besteht darin, die Anstiegszeit des Signals zu verlängern und die Geschwindigkeit des Stromkreises zu verringern. Je kleiner der Kapazitätswert, desto kleiner der Aufprall.3. Parasitische Induktivität von DurchgängenDas Via selbst hat parasitäre Induktivität. Bei der Konstruktion von Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen ist der Schaden, der durch die parasitäre Induktivität des Durchgangs verursacht wird, oft größer als der Einfluss der parasitären Kapazität. Die parasitäre Reiheninduktivität des Durchgangs schwächt die Wirkung des Bypass-Kondensators und reduziert den Filtereffekt des gesamten Stromsystems. Wenn L sich auf die Induktivität des Durchgangs bezieht, ist h die Länge des Durchgangs und d ist der Durchmesser des mittig gebohrten Lochs, ist die parasitäre Induktivität des Durchgangs ungefähr: L=5,08h[ln(4h/d)+1]. Aus der Formel kann ersichtlich sein, dass der Durchmesser des Durchgangslochs wenig Einfluss auf die Induktivität hat, während die Länge des Durchgangslochs die Induktivität beeinflusst.4. Non-through Vias umfassen blinde Vias und vergrabene Vias. In der Non-Through-Via-Technologie kann die Anwendung von blinden Durchkontaktierungen und vergrabenen Durchkontaktierungen die Größe und Qualität der Leiterplatte erheblich reduzieren, die Anzahl der Schichten reduzieren, die elektromagnetische Verträglichkeit verbessern, die Eigenschaften elektronischer Produkte erhöhen, Kosten senken und auch die Entwurfsarbeit einfacher und schneller machen. Im traditionellen PCB-Design und -Verarbeitung stellen Durchgangslöcher viele Probleme dar. Erstens nehmen sie eine große Menge effektiven Platzes ein, und zweitens sind eine große Anzahl von Durchgangslöchern dicht an einer Stelle verpackt, was auch riesige Hindernisse für die innere Schichtführung von Mehrschichtplatinen verursacht. Diese Durchgangslöcher nehmen den für die Verlegung erforderlichen Platz ein und durchlaufen dicht Strom und Boden. Die Oberfläche der Drahtschicht zerstört auch die Impedanzmerkmale der Stromerddrahtschicht, wodurch die Stromerddrahtschicht unwirksam wird. Und herkömmliches mechanisches Bohren ist 20-mal so arbeitsintensiv wie die Verwendung von nicht durchdringender Lochtechnologie. Im PCB-Design, obwohl die Größe von Pads und Durchkontaktierungen allmählich reduziert wurde, erhöht sich das Seitenverhältnis der Durchkontaktierungen, und die Erhöhung des Seitenverhältnisses der Durchkontaktierungen verringert die Zuverlässigkeit. Mit der Reife der fortschrittlichen Laserbohrtechnologie und der Plasma-Trockenätztechnologie ist es möglich, nicht durchdringende kleine blinde Löcher und kleine vergrabene Löcher anzuwenden. Wenn der Lochdurchmesser dieser nicht durchdringenden Löcher 0,3mm ist, sind die parasitären Parameter, die von ihnen gebracht werden. Das ursprüngliche herkömmliche Loch ist etwa 1/10, was die Zuverlässigkeit der Leiterplatte verbessert. Durch den Einsatz der Non-Through-Via-Technologie werden nur wenige große Durchgänge auf der Leiterplatte vorhanden sein, wodurch mehr Platz für Leiterbahnen geschaffen wird. Der verbleibende Platz kann für großflächige Abschirmungen genutzt werden, um die EMI/RFI-Leistung zu verbessern. Gleichzeitig kann auch mehr verbleibender Platz für die innere Schicht genutzt werden, um das Gerät und die wichtigsten Netzwerkkabel teilweise abzuschirmen, so dass sie elektrische Leistung haben. Die Verwendung von nicht durchgehenden Durchkontaktierungen erleichtert das Ausfächern von Gerätestiften, macht es einfach, Stiftgeräte mit hoher Dichte (wie BGA-verpackte Geräte) zu routen, die Länge der Verbindungen zu verkürzen und die Timing-Anforderungen von Hochgeschwindigkeitsschaltungen zu erfüllen.5 Durch Auswahl im gewöhnlichen PCBIn gewöhnlichen PCB-Design haben die parasitäre Kapazität und die parasitäre Induktivität von Vias wenig Einfluss auf das PCB-Design. Für 1-4 Schichtplattendesign wird im Allgemeinen 0.36mm/0.61mm/1.02mm (Bohren/Pad/POWER Isolationsbereich) ausgewählt. Vias sind besser. Für einige spezielle Signalleitungen (wie Stromleitungen, Erdungsleitungen, Taktleitungen usw.) können 0.41mm/0.81mm/1.32mm Durchgänge ausgewählt werden, und andere Größen von Durchgängen können entsprechend der tatsächlichen Situation auch ausgewählt werden.6 Durch Design in Hochgeschwindigkeits-PCBTDurch die obige Analyse der parasitären Eigenschaften von Durchkontaktierungen können wir sehen, dass in Hochgeschwindigkeits-PCB des