Blogue PCB - Trou de travers sur PCB

Le perçage eArt.t l'un deArt. composants importants des multicouches PCB board, Les coûts de forage représentent généralement 30 à 4.0% des coûts de forage. PCB board Production. En termes simples, Chaque trou sur un PCB peut être appelé un trou à travers.

1. Du point de vue de la fonction, les trous de travers peuvent être divisés en deux catégories:

Il est utilisé comme connexion électrique entre les couches;

Pour fixer ou positionner l'équipement.

En ce qui concerne le procédé, ces perçages sont généralement classés en trois catégories: les perçages aveugles, les perçages enfouis et les perçages.

Les trous aveugles sont situés sur les surfaces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé et ont une certaine profondeur pour relier le circuit de surface au circuit interne inférieur, et la profondeur des trous ne dépasse généralement pas un certain rapport (diamètre).

Les trous de travers encastrés sont des trous de connexion situés dans la couche intérieure de la carte de circuit imprimé qui ne s'étendent pas à la surface de la carte de circuit. Les deux types de trous décrits ci - dessus sont situés dans la couche interne de la carte de circuit et sont complétés par un processus de formage par trou avant le laminage. Plusieurs couches internes peuvent se chevaucher au cours de la formation du trou de travers.

Le troisième type, appelé trou de travers, pénètre toute la carte de circuit et peut être utilisé pour l'interconnexion interne ou comme trou de positionnement de montage pour les composants. Étant donné que les trous de travers sont plus faciles à réaliser et moins coûteux à usiner, la plupart des circuits imprimés les utilisent au lieu des deux autres. Sauf indication contraire, les trous de travers mentionnés ci - dessous sont considérés comme des trous de travers. Du point de vue de la conception, le trou de travers se compose principalement de deux parties, l'une est le trou de forage intermédiaire, l'autre est la zone du PAD autour du trou de forage, comme le montre la figure ci - dessous. La taille de ces deux parties détermine la taille du trou de travers. De toute évidence, dans la conception de PCB haute vitesse et haute densité, les concepteurs espèrent toujours que plus le trou est petit, mieux c'est, afin de laisser plus d'espace de câblage sur la carte. De plus, plus le trou de passage est petit, plus sa capacité parasitaire est petite et plus il convient au circuit à grande vitesse. Cependant, la réduction de la taille des trous entraîne également une augmentation des coûts et la taille des trous ne peut être réduite indéfiniment. Il est limité par des techniques telles que le forage et l'électrodéposition: plus le trou est petit, plus le forage est long, plus il est facile de dévier du Centre; Lorsque la profondeur du trou dépasse 6 fois le diamètre du trou, il n'est pas possible d'assurer un placage uniforme du cuivre sur la paroi du trou. Par exemple, l'épaisseur d'un PCB ordinaire à six couches (profondeur du trou de travers) est d'environ 50 mil, de sorte que le diamètre du trou fourni par le fabricant du PCB ne peut atteindre que 8 mil.

2. Capacité parasitaire à travers le trou le trou lui - même a une capacité parasitaire au sol. La constante diélectrique du substrat de la plaque est µ si le diamètre de l'orifice d'isolement à travers le trou dans la couche de sol est connu comme étant D2, le diamètre de la plaque de soudure à travers le trou est D1 et l'épaisseur de la plaque de PCB est T. Ensuite, la capacité parasitaire du trou de travers est similaire à C = 1,41 µtd1 / (D2 - D1). L'effet principal de la capacité parasitaire du trou de travers sur le circuit est d'augmenter le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit.

Par exemple, pour une planche à PCB d'une épaisseur de 50 mil, si vous utilisez un trou de 10 mil de diamètre intérieur, un trou de 20 mil de diamètre de PAD et une distance de 32 mil entre le PAD et la surface en cuivre de la terre, vous pouvez calculer approximativement le trou de travers en utilisant La formule ci - dessus. Capacité parasitaire rugueuse:

C = 141x4,4x0050x0020 / (0032 - 0020) = 0517pf,

La variation du temps de montée causée par cette partie de la capacité est:

T10 - 90 = 2,2c (Z0 / 2) = 2,2 X 0517 X (55 / 2) = 31,28 ps.

Il ressort de ces valeurs que, bien que les effets de l'élévation et du retard causés par la capacité parasitaire d'un seul passage ne soient pas évidents, le concepteur devrait néanmoins examiner attentivement si le passage est utilisé plusieurs fois dans la trajectoire pour passer d'une couche à l'autre.

3. Inductance parasitaire à travers le trou de la même façon, la capacité parasitaire à travers le trou existe avec l'inductance parasitaire. Dans la conception de circuits numériques à grande vitesse, les dommages causés par l'inductance parasitaire à travers le trou sont plus importants que ceux causés par la capacité parasitaire. Son inductance parasitaire en série affaiblira la contribution du condensateur de dérivation et réduira l'effet de filtrage de l'ensemble du système d'alimentation. Nous pouvons facilement calculer l'inductance parasitaire approximative à travers le trou en utilisant la formule suivante: l = 5,08h [Ln (4h / j) + 1]

Où l est l'inductance à travers le trou, H est la longueur du trou et D est le diamètre du trou central. La formule montre que le diamètre du trou de travers a peu d'influence sur l'inductance, tandis que la longueur du trou de travers a une influence sur l'inductance. Toujours en utilisant l'exemple ci - dessus, l'inductance à travers le trou peut être calculée comme suit: l = 508x0050 [Ln (4x0050 / 0010) + 1] = 1015nh. Si le temps de montée du signal est de 1 NS, son impédance équivalente est XL = L / T10 - 90 = 3,19 Å). Cette impédance ne peut plus être ignorée lorsque le courant à haute fréquence passe. Il est important de noter que lors de la connexion de la couche d'alimentation et de la couche de mise à la terre, le condensateur de dérivation doit passer par deux trous afin de multiplier l'inductance parasitaire des trous.

4. Conception du trou de travers dans la carte PCB à grande vitesse par l'analyse ci - dessus des caractéristiques parasitaires du trou de travers, nous pouvons voir que dans la conception de la carte PCB à grande vitesse, le trou de travers apparemment simple apporte souvent beaucoup à la conception du circuit. Effets négatifs. Afin de réduire les effets néfastes causés par les effets parasitaires des trous croisés, vous pouvez essayer autant que possible dans votre conception:

Compte tenu du coût et de la qualité du signal, choisir un trou de travers de taille raisonnable. Par exemple, pour la conception de la carte PCB du module mémoire de niveau 6 - 10, il est préférable d'utiliser 10 / 20mil (Drill / PAD) à travers le trou. Pour certains circuits compacts à haute densité, on peut également essayer d'utiliser 8 / 18 mils. Par trou. Dans les conditions techniques actuelles, il est difficile d'utiliser des trous plus petits. Pour les surtensions d'alimentation ou de mise à la terre, envisager d'utiliser des dimensions plus grandes pour réduire l'impédance.

À partir des deux formules discutées ci - dessus, on peut conclure que l'utilisation d'un PCB plus mince est bénéfique pour réduire les deux paramètres parasitaires du trou de travers.

Essayez de ne pas changer la couche de trace du signal sur le PCB, c'est - à - dire de ne pas utiliser de trous inutiles.

Les broches d'alimentation électrique et de mise à la terre doivent être aussi proches que possible du forage. Plus les fils entre les trous de travers et les broches sont courts, mieux c'est parce qu'ils augmentent l'inductance. En même temps, les conducteurs d'alimentation électrique et de mise à la terre doivent être aussi épais que possible afin de réduire l'impédance.

5) Place some grounded Par trou near the vias where the signal changes layers to provide a short return path for the signal. Plusieurs trous de terre redondants peuvent même être placés en grandes quantités sur les PCB. Bien sûr., flexibility is also required in the Conception. Dans le cas où il y a des Pads pour chaque couche, le modèle de perçage a été discuté précédemment., Parfois, Nous pouvons réduire ou même enlever les Pads de certaines couches. Surtout si la densité des pores est très élevée, Cela peut entraîner la formation de disjoncteurs sur la couche de cuivre. Pour résoudre ce problème, En plus de déplacer la position du trou, Nous pouvons également envisager de placer des trous de travers sur des couches de cuivre. Réduction de la taille du PAD PCB board.