Tecnología de PCB - ¿¿ cuáles son los métodos para pasar el agujero en la placa de circuito impreso de pcb?

Uno El concepto básico de pasar el agujero

El agujero es uno de los componentes importantes de la placa de circuito impreso de PCB multicapa, y el costo de perforación suele representar entre el 30% y el 40% del costo de fabricación de pcb. En pocas palabras, cada agujero en la placa de circuito impreso de PCB se puede llamar un agujero excesivo. Desde el punto de vista funcional, los agujeros se pueden dividir en dos categorías: una para la conexión eléctrica entre capas; Otro para dispositivos de fijación o posicionamiento. Desde el punto de vista del proceso de pcb, estos agujeros se dividen generalmente en tres categorías, a saber, agujeros ciegos, agujeros enterrados y agujeros. Los agujeros ciegos se encuentran en la parte superior e inferior de la placa de circuito impreso y tienen cierta profundidad. Se utilizan para conectar líneas superficiales con líneas internas inferiores. La profundidad del agujero generalmente no supera una cierta proporción (diámetro del agujero). Los agujeros enterrados se refieren a los agujeros de conexión ubicados en la capa interior de la placa de circuito impreso y no se extienden a la superficie de la placa de circuito. Los dos tipos de agujeros mencionados se encuentran en la capa interior de la placa de circuito y se completan mediante un proceso de formación de agujeros a través antes de la laminación, y varias capas interiores se pueden superponer durante la formación de agujeros a través. El tercer tipo se llama a través del agujero, que penetra en toda la placa de circuito y se puede utilizar para la interconexión interna o como componente para instalar el agujero de posicionamiento. Debido a que el agujero a través es más fácil de lograr en el proceso y es más barato, la mayoría de las placas de circuito impreso lo utilizan en lugar de los otros dos tipos de agujero a través. A menos que se especifique otra cosa, los siguientes agujeros se consideran agujeros.

A través del agujero de la placa de circuito impreso

Desde el punto de vista del diseño, el agujero a través consta principalmente de dos partes, una es la perforación en el Medio y la otra es el área de almohadilla alrededor del taladro. El tamaño de estas dos partes determina el tamaño del agujero. Obviamente, en el diseño de PCB de alta velocidad y alta densidad, los diseñadores siempre quieren que el agujero sea lo más pequeño posible, lo que puede dejar más espacio de cableado en la placa. Además, cuanto menor sea el agujero, menor será su propia capacidad parasitaria. Cuanto más pequeño sea, más adecuado será para circuitos de alta velocidad. Sin embargo, la reducción del tamaño del agujero también trae consigo un aumento de los costos, y el tamaño del agujero no se puede reducir indefinidamente. Está limitado por técnicas artesanales como la perforación y la galvanoplastia: cuanto más pequeño es el agujero, más se perfora. cuanto más difícil es el proceso de procesamiento del agujero, más tiempo se tarda y más fácil es desviarse de la posición central; Y cuando la profundidad del agujero supera las seis veces el diámetro del agujero, no se puede garantizar que la pared del agujero pueda estar recubierta de cobre de manera uniforme. Por ejemplo, el espesor (profundidad del agujero) de la placa de PCB ordinaria de 6 capas es de unos 50 milímetros, por lo que el diámetro mínimo de perforación que el fabricante general de PCB puede proporcionar solo puede alcanzar los 8 milímetros.

Dos Condensadores parasitarios a través de agujeros

El propio agujero tiene un capacitor parasitario al suelo. Si se sabe que el diámetro del agujero de aislamiento en la formación de la base a través del agujero es d2, el diámetro de la almohadilla a través del agujero es d1, el espesor de la placa de circuito impreso de PCB es T y el dieléctrico de la placa - sustrato es constante. entonces la capacidad parasitaria del agujero es aproximadamente la siguiente:

C = 1,41 isla td1 / (d2 - d1)

El principal impacto de los condensadores parasitarios a través del agujero en el circuito es prolongar el tiempo de subida de la señal y reducir la velocidad del circuito. Por ejemplo, para un PCB de 50 milímetros de espesor, si se utiliza un agujero de 10 milímetros de diámetro interior, un diámetro de la almohadilla de 20 milímetros y la distancia entre la almohadilla y la zona de cobre de tierra es de 32 milímetros, entonces podemos usar la fórmula anterior para aproximar el agujero. la capacidad parasitaria es aproximadamente: C = 141x4.4x0.050x0.020 / (0032 - 0020) = 0517 pf, Las variaciones en el tiempo de subida causadas por esta parte de la capacidad son: T10 - 90 = 2,2c (z0 / 2) = 2,2x0.517x (55 / 2) = 31,28 ps. a partir de estos valores, se puede ver que aunque el efecto del retraso de subida causado por la capacidad parasitaria de un solo agujero no es obvio, el diseñador debe considerar cuidadosamente Si el agujero se utiliza varias veces en el rastro para cambiar entre capas.

Tres Inductor parasitario a través del agujero

Del mismo modo, hay inductores parasitarios y condensadores parasitarios a través de agujeros. En el diseño de circuitos digitales de alta velocidad, el daño causado por la inducción parasitaria a través del agujero es a menudo mayor que el impacto de los condensadores parasitarios. Su inductor de serie parasitario debilitará la contribución del condensadores de derivación y debilitará el efecto de filtrado de todo el sistema eléctrico. Podemos calcular simplemente la inducción parasitaria a través del agujero utilizando la siguiente fórmula:

L = 5,08 horas [ln (4h / d) + 1]

Entre ellos, L indica la inducción del agujero, H es la longitud del agujero y D es el diámetro del agujero central. A partir de la fórmula, se puede ver que el diámetro del agujero tiene un menor impacto en la inducción, mientras que la longitud del agujero tiene el mayor impacto en la inducción. Utilizando aún el ejemplo anterior, la inducción a través del agujero se puede calcular como: L = 5,08x0.050 [ln (4x0.050 / 0010) + 1] = 1015nh. si el tiempo de subida de la señal es de 1ns, su resistencia equivalente es: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. esta resistencia ya no se ignora cuando pasa la corriente de alta frecuencia. Se debe prestar especial atención a que al conectar el plano de alimentación y el plano de tierra, el condensadores de derivación deben pasar por dos agujeros, de modo que la inducción parasitaria del agujero aumentará exponencialmente.