Technologie PCB - Les fabricants de circuits imprimés vous expliquent les perçages des circuits imprimés

1. Le concept de base de la porosité excessive la porosité excessive est l'un des composants importants du PCB multicouche. Le coût du forage représente généralement 30 à 40% du coût de fabrication d’un PCB. En termes simples, chaque trou dans le PCB peut être appelé un trou de travers. D'un point de vue fonctionnel, les Vias peuvent être divisés en deux catégories: une pour les connexions électriques entre les couches; L'autre sert à fixer ou positionner le dispositif. D'un point de vue technologique, ces Vias sont généralement classés en trois catégories, à savoir les Vias borgnes, les Vias enterrés et les Vias traversants. Les trous borgnes sont situés sur les faces supérieure et inférieure de la carte de circuit imprimé et ont une certaine profondeur. Ils sont utilisés pour connecter les lignes de surface et les lignes intérieures ci - dessous. La profondeur des trous ne dépasse généralement pas une certaine proportion (pores). Par trou enterré, on entend un trou de connexion situé dans la couche interne de la carte de circuit imprimé et ne s'étendant pas à la surface de la carte de circuit imprimé. Les deux types de trous décrits ci - dessus sont situés dans la couche interne de la carte et un procédé de formation de Vias est utilisé avant laminage et plusieurs couches internes peuvent être superposées lors de la formation des vias. Le troisième type, appelé via, pénètre dans toute la carte et peut être utilisé pour les interconnexions internes ou comme composant pour monter des trous de positionnement. Comme les Vias sont plus faciles à mettre en œuvre et moins coûteux dans le processus, la plupart des cartes de circuit imprimé l'utilisent à la place des deux autres types de vias. Sauf indication contraire, les trous traversants suivants sont considérés comme traversants. Du point de vue de la conception, les trous traversants se composent principalement de deux parties, l'une étant un trou de forage au milieu et l'autre une zone de rembourrage autour du foret. La taille de ces deux parties détermine la taille du trou. De toute évidence, dans les conceptions de circuits imprimés à haute vitesse et à haute densité, les concepteurs veulent toujours que plus les trous sont petits, mieux c'est, ce qui laisse plus d'espace de câblage sur la carte. De plus, plus le trou traversant est petit, plus sa propre capacité parasite est faible. Plus il est petit, plus il convient à une utilisation dans des circuits à grande vitesse.

Cependant, la réduction de la taille du trou entraîne également une augmentation du coût et la taille du sur - trou ne peut pas être réduite indéfiniment. Il est limité par des techniques de processus telles que le perçage et le placage: plus le trou est petit, plus il est percé. Plus le processus d'usinage du trou est difficile, plus il prend de temps et plus il est facile de se décentrer; Et lorsque la profondeur du trou dépasse 6 fois le diamètre du trou foré, il n'est pas garanti que la paroi du trou puisse être uniformément plaquée de cuivre. Par exemple, l'épaisseur (profondeur de trou traversant) d'une carte PCB ordinaire à 6 couches est d'environ 50 mil, de sorte que le diamètre de perçage minimum qu'un fabricant de carte PCB moyen peut fournir ne peut atteindre que 8 mil.

2. Capacité parasite de la porosité la porosité parasite a elle - même une capacité parasite à la masse. Si l'on sait que le diamètre du trou isolé sur la couche de masse du trou percé est D2, le diamètre du plot percé est D1, l'épaisseur de la carte PCB est t et la permittivité diélectrique du substrat de la carte est, La capacité parasite de la porosité est similaire à: C = 1,41 µtd1 / (D2 - D1) la capacité parasite de la porosité a pour effet principal sur le circuit de prolonger le temps de montée du signal et de réduire la vitesse du circuit. Par example, pour un PCB de 50 mil d'épaisseur, si l'on utilise un trou de porosité de 10 mil de diamètre intérieur, de 20 mil de diamètre de Plot et de 32 mil de distance entre le Plot et la zone de cuivre à la masse, on peut utiliser la formule ci - dessus pour approximer le trou de porosité. La capacité parasite est approximativement: C = 1,41x4,4x0050x0020 / (0032 - 0020) = 0517 PF, Les variations de temps de montée induites par cette partie de la capacité sont: T10 - 90 = 2.2c (Z0 / 2) = 2.2x0517x (55 / 2) = 31.28ps. De ces valeurs, on peut voir que si l'effet du retard de montée dû à la capacité parasite d'un seul Pore n'est pas évident, Les concepteurs doivent quand même y réfléchir attentivement s'ils utilisent plusieurs pores pour Commuter entre les couches dans une trace. Trois Inductance parasite de la porosité excessive de même, il existe une inductance parasite de la capacité parasite de la porosité excessive. Dans la conception de circuits numériques à grande vitesse, l'inductance parasite de la porosité excessive a tendance à causer plus de dommages que la capacité parasite. Son Inductance série parasite affaiblit la contribution du condensateur de dérivation, affaiblissant l'effet de filtrage de l'ensemble du système électrique. Nous pouvons simplement calculer l'inductance parasite de la porosité avec la formule suivante: l = 5,08 H [Ln (4h / d) + 1], où l est l'inductance de la porosité, h la longueur de la porosité et d Le diamètre du trou central. Il ressort de la formule que le diamètre des pores sur - percés a moins d'influence sur l'inductance, tandis que la longueur des pores sur - percés a le plus d'influence sur l'inductance. Toujours en utilisant l'exemple ci - dessus, l'inductance de la porosité peut être calculée comme suit: l = 5,08 x 0050 [Ln (4x0050 / 0010) + 1] = 1015 NH. Si le temps de montée du signal est de 1 NS, son impédance équivalente est: XL = Íl / T10 - 90 = 3,19. Cette impédance n'est plus ignorée lorsqu'un courant haute fréquence passe. Il est à noter en particulier que lors de la connexion du plan d'alimentation et du plan de masse, le condensateur de dérivation doit traverser deux perçages, de sorte que l'inductance parasite des perçages augmente exponentiellement. Quatre Grâce à l'analyse ci - dessus des caractéristiques parasitaires de la porosité, nous pouvons voir que dans la conception de PCB à grande vitesse, la porosité apparemment simple a tendance à avoir un impact négatif important sur la conception de la carte PCB. Pour réduire les effets néfastes causés par les effets parasites des Vias, voici ce que vous pouvez faire dans la conception: 1. Choisissez une taille raisonnable par la taille en tenant compte du coût et de la qualité du signal. Par exemple, pour une conception de carte PCB de module mémoire de 6 à 10 couches, il est préférable d'utiliser des trous de perçage de 10 / 20mil (perçage / PAD). Pour certaines plaques de petite taille à haute densité, vous pouvez également essayer d'utiliser 8 / 18mil. Le trou Dans les conditions techniques actuelles, il est difficile d'utiliser des pores plus petits. Pour une alimentation électrique ou un trou de mise à la terre, une taille plus grande peut être envisagée pour réduire l'impédance.