Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Leiterplattentechnisch

Leiterplattentechnisch - Mehrere Überlegungen für High-Speed HDI PCB über Design

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Leiterplattentechnisch - Mehrere Überlegungen für High-Speed HDI PCB über Design

Mehrere Überlegungen für High-Speed HDI PCB über Design

2021-09-14
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Author:Belle

In High-Speed HDI PCB Design, über Design isttttttttttttttttttttttttttttt ein wichtig Fakzur. Es am besteneht aus vauf a Loch, a Pad Fläche um die Loch, und ein Isolierung Fläche vauf die KRAFT Ebene, die sind nodermalerwirise geteilt in drei Typen: blind Löcher, begraben Löcher und durch Löcher. In die PCB Design Prozess, durch die Analyse vauf die Paralsesen Kapazesät und Paralsesen Induktivesät vauf die über, einige Vodersichtsmaßnahmen in die Design vauf die Hochgeschwindigkeess-PCB über sind zusammengefalsst.


Bei einwesend, hoch-Geschwindigkeit PCB Design is weit verbreitet verwendet in Kommunikatiauf, Computer, Grafiken und Bild Verarbeitung und undere Felder. Alle High-Tech Wertschöpfung elektraufisch Produkt Designs sind Verfolgung Merkmale solche als niedrig Leistung Verbrauch, niedrig elektromagnetisch Strahlung, high Zuverlässigkeit, Miniaturisierung, eind Licht Gewicht. In Bestellung zu erreichen die oben Ziele, über Design is ein wichtig Fakzur in Hochgeschwindigkeseine-PCB Design.

1. Via

Via ist ein wichtiger Fakzur im mehrschichtigen PCB-Design. Ein Durchgang besteht hanach obentsächlich aus drei Teilen, einer ist dals Loch; Die undere ist der Pad Bereich um dals Loch; und der dritte ist der Isolationsbereich der KRAFT-Schicht. Der Prozess des Durchgangslochs besteht darin, eine Metallschicht auf der zylindrischen Oberfläche der Lochwund des Durchgangslochs durch chemische Abscheidung zu platten, um die Kupferfolie zu verbinden, die mit den mittleren Schichten verbunden werden muss, und die oberen und unteren Seiten des Durchgangslochs werden zu gewöhnlichen Pads gemacht. Die Foderm kann direkt mit den Linien auf der oberen und unteren Seite verbunden werden oder nicht verbunden werden. Vials können die Rolle von elektrischen Anschluss-, Befestigungs- oder Positioniervoderrichtungen spielen. Dals schematische Diagramm des Durchgangs ist in Abbildung 1 dargestellt.

Schematische Darstellung der Durchkontaktierungen


High-Speed HDI PCB

Vials werden im Allgemeinen in drei Kategoderien unterteilt: blinde Löcher, vergrabene Löcher und Durchgangslöcher.

Blindlöcher befinden sich auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte und haben eine bestimmte Tiefe. Sie werden verwendet, um die Oberflächenlinie und die darunterliegende innene Linie zu verbinden. Die Tiefe des Lochs und der Durchmesser des Lochs überschreiten normalerweise ein bestimmtes Verhältnis nicht.


Begrabenes Loch bezieht sich auf dals Verbindungsloch in der innenen Schicht der Leiterplatte, das sich nicht bis zur Oberfläche der Leiterplatte erstreckt.

Beide blind und begraben Lochs sind lokalisiert in die innen Ebene von die Leiterplatte, und sind abgeschlossen von a durch-Loch Fürmgebung Prozess vor Laminierung, und mehrere innen Ebenes kann be überlappt während die Bildung von die über.


Durch Lochs, die Pass durch die ganze Schaltung Brett, kann be verwendet für intern interverbindenion or as compeinent Montage Positionierung Lochs. Seit durch Löcher sind einfacher zu implementieren in Prozess und niedriger Kosten, allgemein Leiterplatten Verwendung durch Löcher. Die Klasswennizierung von übers is gezeigt in Abbildung 2.

Einstufung von Durchkontaktierungen


High-Speed HDI PCB

2. Parasitische Kapazität von Durchkontaktierungen

Die Via selbst hat parasitäre Kapazität zur Erdung. Wenn der Durchmesser des Isolationslochs auf der Bodenschicht des Durchgangs D2 ist, der Durchmesser des Durchgangs D1 ist, die Dicke der Leiterplatte T ist und die Dielektrizitätskonstante des Leiterplattensubstrats ε ist, dann ist die parasitäre Kapazität des Durchgangs ähnlich wie:

C =1.41εTD1/(D2-D1)


Der Haupteffekt der parasitären Kapazität des Durchgangslochs auf der Schaltung besteht darin, die Anstiegszeit des Signals zu verlängern und die Geschwindigkeit der Schaltung zu verringern. Je kleiner der Kapazitätswert, deszu kleiner der Effekt.


3. Parasitische Induktivität von Vias

Das Via selbst hat parasitäre Induktivität. Bei der Konstruktion von Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen ist der Schaden, der durch die parasitäre Induktivität des Durchgangs verursacht wird, vont größer als der Einfluss der parasitären Kapazität. Die parasitäre Reiheninduktivität des Durchgangs schwächt die Funktion des ByPass-Kondensazurs und schwächt die Filterwirkung des gesamten StromSystems. Wenn L sich auf die Induktivität des Durchgangs bezieht, ist h die Länge des Durchgangs und d ist der Durchmesser des Mittellochs,


Die parasitäre Induktivität des Durchgangs ist ähnlich wie:

L=5.08h[ln(4h/d) 1]

Aus der Fürmel ist ersichtlich, dass der Durchmesser des Durchgangs einen geringen Einfluss auf die Induktivität hat und die Länge des Durchgangs den größten Einfluss auf die Induktivität hat.

4. Nicht durchgehende Technologie


Nicht durchgehend Vias umfassen blinde Vias und vergrabene Vias.

In die nicht durchgehend über Technologie, die Anwendung von blind übers und begraben übers kann stark Reduzieren die Größe und Qualität von die PCB, Reduzieren die Zahl von Ebenen, Verbesserung elektromagnetisch Kompatibilität, Zunahme die Eigenschaften von elektronisch Produkte, Reduzieren Kosten, und auch machen die Design Arbeit mehr Einfach und schnell. In traditieinell PCB Design und Prozessing, durch Löcher kann bringenen viele Probleme. Erstens, diey besetzen a groß Betrag von Wirkungive Raum, und zweitens, a groß Zahl von durch Löcher sind dicht in one Ort und auch Ursache riesig Hindernisse zu die innen Ebene Verkabelung von die Mehrschichtige Leiterplatte. Diese durch Lochs nehmen up die Raum erfürderlich für die Verkabelung, und diey intensiv pass durch die Leistung Versorgung und die Boden. Die Oberfläche von die Draht Ebene wird auch zerstören die Impedanz Eigenschaften von die Leistung Boden Draht Ebene und machen die Leistung Boden Draht Ebene inWirkungive. Und die konventionell mechanisch Methode von Bohren wird be 20 Zeits die Arbeitsbelastung von nicht durchgehend Loch Technologie.


Im PCB-Design haben sich zwar die Größe der Pads und Durchkontaktierungen allmählich verringert, wenn die Dicke der Leiterplattenschicht nicht proportional verringert wird, das Seitenverhältnis des Durchgangslochs erhöht sich, und die Erhöhung des Seitenverhältnisses des Durchgangslochs verringert die Zuverlässigkeit. Mit der Reife der fürtschrittlichen Laserbohrtechnologie und der Plasma-Trockenätztechnologie ist es möglich, nicht durchdringende kleine blinde Löcher und kleine vergrabene Löcher anzuwenden. Wenn der Durchmesser dieser nicht durchdringenden Durchkontaktierungen 0.3mm beträgt, betragen die parasitären Parameter etwa 1/10 des ursprünglichen konventionellen Lochs, was die Zuverlässigkeit der Leiterplatte verbessert.


Aufgrund der Non-Durch-Via-Technologie gibt es wenige große Durchgänge auf der Leiterplatte, die mehr Platz für das RraVerwendung bieten können. Der verbleibende Platz kann für großflächige Abschirmungen genutzt werden, um die EWI/RFI-Leistung zu verbessern. Gleichzeitig kann auch mehr verbleibender Platz für die innene Schicht genutzt werden, um das Gerät und die wichtigsten Netzwerkkabel teilweise abzuschirmen, so dass es die beste elektrische Leistung hat. Die Verwendung von nicht durchgehenden Durchkontaktierungen erleichtert das Auslüften der Gerätestifte, macht es einfach, Stiftgeräte mit hoher Dichte (wie BGA-verpackte Geräte) zu Routen, die Verdrahtungslänge zu verkürzen und die Timing-Anfürderungen von Hochgeschwindigkeitsschaltungen zu erfüllen.


5. Über Auswahl in gewöhnlicher Leiterplatte

Im gewöhnlichen PCB-Design haben die parasitäre Kapazität und die parasitäre Induktivität des Durchgangs wenig Einfluss auf das PCB-Design. Für das 1-4-Schicht PCB Design, 0.36mm/0.61mm/1.02mm (gebohrtes Loch/Pad/KRAFT Isolationsbereich wird im Allgemeinen verwendet).) Vias sind besser. Für Signalleitungen mit speziellen AnfBestellungungen (wie Stromleitungen, Erdungsleitungen, Taktleitungen usw.), können Sie 0.41mm/0.81mm/1.32mm Durchgänge wählen, oder Sie können undere Durchgänge der Größe entsprechend der tatsächlichen Situation verwenden.


6. Via Design in Hochgeschwindigkeits-PCB

Durch die obige Analyse der parasitären Eigenschaften von Durchkontaktierungen können wir sehen, dass scheinbar einfache Durchkontaktierungen im Sphigeed PCB-Design vont große negativ Auswirkungen auf das SchaltungsDesign haben. Um die negativen Auswirkungen, die durch die parasitären Effekte der Vias verursacht werden, zu reduzieren, kann im Design Folgendes getan werden:


(1) Wählen Sie eine angemessene Größe. Für mehrschichtiges LeiterplattenDesign mit allgemeiner Dichte ist es besser, 0.25mm/0.51mm/0.91mm (gebohrte Löcher/Pads/KRAFT-Isolationsbereich) über Löcher zu verwenden; Für einige Leiterplatten mit hoher Dichte kann 0.20mm/0.46 auch mm/0.86mm Durchgänge verwendet werden, Sie können auch Nicht-Durchgänge ausprobieren; Für Strom- oder Masseverbindungen können Sie eine größere Größe zur Reduzierung der Impedanz in Betracht ziehen;


(2) Je größer die KRAFT-Isolationsfläche, deszu besser, wenn man die Durchgangsdichte auf der Leiterplatte betrachtet, im Allgemeinen D1=D2 0.41;

(3) Die Signalspuren auf der Leiterplatte sollten nicht so weit wie möglich verändert werden, was bedeutet, dass die Durchkontaktierungen so weit wie möglich reduziert werden sollten;

(4) Die Verwendung einer dünneren Leiterplatte ist vorteilhaft, um die beiden parasitären Parameter des Durchgangs zu reduzieren;


(5) Die Strom- und Erdungsstifte sollten über Löcher in der Nähe hergestellt werden. Je kürzer die Leitung zwischen Durchgangsloch und Stift ist, deszu besser, da sie die Induktivität erhöhen. Gleichzeitig sollten die Strom- und Masseleitungen so dick wie möglich sein, um die Impedanz zu reduzieren;

(6) Platzieren Sie einige Erdungsdurchgänge in der Nähe der Durchgänge der Signalwechselschicht, um eine Kurzstreckenschleife für das Signal bereitzustellen.


Natürlich müssen spezifische Fragestellungen bei der Gestaltung Detailliert analysiert werden. In Anbetracht der Kosten und der Signalqualität hvonfen Designer beim Hochgeschwindigkeits-PCB-Design immer, dass je kleiner das Durchgangsloch ist, deszu besser, so dass mehr Verdrahtungsraum auf der Platine gelassen werden kann. Je kleiner das Durchgangsloch, deszu kleiner die parasitäre Kapazität, deszu besser geeignet für Hochgeschwindigkeitsschaltungen.


In Leiterplatte mit hoher Dichte Design, die Verwendung von non-durch übers und die Reduzierung in die Größe von Durchkontaktierungen haben auch gebracht über an Zunahme in Kosten, und die Größe von übers kannnicht be Reduzierend auf unbestimmte Zeit. Es is Betrvonfen von PCB Hersteller" Bohren und Galvanik Prozesse. Technische Einschränkungen sollte be gegeben ausgeglichen consideVerhältnisn in die Design von Hochgeschwindigkeit PCB übers.