Technologie PCB - Quelles sont les méthodes de perçage de la carte de circuit imprimé PCB

Un Concepts de base de porosités

Le perçage est l'un des composants importants d'une carte de circuit imprimé PCB multicouche et le coût du perçage représente généralement 30 à 40% du coût de fabrication d'un PCB. En termes simples, chaque trou dans une carte de circuit imprimé PCB peut être appelé un sur - trou. 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. Du point de vue du procédé PCB, ces Vias sont généralement classés en trois catégories, à savoir les Vias borgnes, les Vias enterrés et les vias. 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. Les deux types de trous décrits ci - dessus sont situés dans la couche interne de la carte et sont réalisés par un procédé de formation de Vias avant laminage, et plusieurs couches internes peuvent être superposées lors de la formation des vias. Le troisième type est appelé via, il 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 surperforations suivantes sont considérées comme des surperforations.

Perçage de la carte de circuit imprimé

Du point de vue de la conception, le trou traversant se compose 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 PCB moyen peut fournir ne peut atteindre que 8 mil.

Deux Capacité parasite poreuse

Le via lui - même a 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, que le diamètre du plot percé est D1, que l'épaisseur de la carte de circuit imprimé PCB est t et que le diélectrique plaque - substrat est constant, la capacité parasite du trou percé est approximativement la suivante:

C = 1,41 île td1 / (D2 - D1)

L'effet principal de la capacité parasite poreuse sur le circuit est 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 poreuse

De même, il existe une inductance parasite ainsi qu'une capacité parasite de porosité. Dans la conception de circuits numériques à grande vitesse, les dommages causés par l'inductance parasite de la porosité sont souvent plus importants que les effets de 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 des pores en utilisant la formule suivante:

L = 5,08 heures [Ln (4h / j) + 1]

Où l représente l'inductance du trou percé, h la longueur du trou percé 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.