정밀 PCB 제조, 고주파 PCB, 고속 PCB, 표준 PCB, 다중 계층 PCB 및 PCB 조립.
펀치의 기본 개념
오버홀은 다중 레이어 PCB에서 가장 중요한 부품 중 하나입니다.드릴링 비용은 일반적으로 PCB 생산 비용의 30~40% 를 차지합니다.간단히 말해서, PCB의 각 구멍을 통과 구멍이라고 할 수 있습니다.기능적으로 볼 때 통공은 두가지 류형으로 나눌수 있다. 하나는 층간의 전기련결에 사용된다.다른 하나는 장치를 고정하거나 배치하는 데 사용됩니다.공예 방면에서 이러한 구멍은 일반적으로 블라인드 구멍, 매몰 구멍, 관통 구멍 등 세 종류로 나뉜다.블라인드 구멍은 인쇄회로기판의 상단과 하면에 위치하며 일정한 깊이가 있다.아래의 표면 회로와 내부 회로를 연결하는 데 사용됩니다.일반적으로 구멍의 깊이는 일정한 비율 (구멍 지름) 을 초과하지 않습니다.매몰구멍은 인쇄회로기판 내부의 연결 구멍으로 회로기판의 표면까지 확장되지 않는다.위의 두 구멍 유형은 PCB의 내부 레이어에 있습니다.레이어를 압축하기 전에 여러 내부 레이어를 중첩할 수 있는 구멍 통과 성형 프로세스를 사용하여 이 프로세스를 완료합니다.
세 번째 유형은 내부 상호 연결 또는 어셈블리 장착 구멍으로 사용할 수 있는 전체 보드를 통과하는 통과 구멍이라고 합니다.대부분의 인쇄 회로 기판은 구멍 뚫기가 쉽고 비용이 적게 들기 때문에 다른 두 개를 대체하기 위해 사용됩니다.아래에 언급된 구멍은 특별한 설명이 없는 경우 구멍으로 간주됩니다.
설계 측면에서 볼 때 통공은 주로 두 부분으로 구성되는데 일부는 중간의 드릴이고 다른 일부는 드릴링 주위의 패드 구역이다.이 두 부분의 크기가 통과 구멍의 크기를 결정합니다.분명히 고속, 고밀도의 PCB 설계에서 설계자는 항상 통공이 작을수록 좋으며, 이렇게 하면 회로 기판에 더 많은 배선 공간이 있을 수 있다.
또한 통공이 작을수록 자체 기생용량이 작아 고속회로에 더 적합하다.그러나 구멍 크기를 줄이면 비용이 증가하므로 구멍 크기를 무제한으로 줄일 수 없습니다.드릴링 및 도금 기술에 의해 제한됩니다. 구멍이 작을수록 드릴링 시간이 길고 중심 위치에서 쉽게 벗어날 수 있습니다.또한 구멍의 깊이가 구멍 지름의 6배를 초과하면 구멍 벽의 균일한 구리 도금을 보장할 수 없습니다.예를 들어, 일반 6단 PCB의 두께(구멍 통과 깊이)가 50 밀인 경우 일반적으로 PCB 제조업체가 제공하는 드릴링 지름은 8 밀에 불과합니다.레이저 드릴 기술이 발전함에 따라 드릴의 크기도 점점 작아질 수 있다.일반적으로 지름이 6mils보다 작거나 같은 구멍을 마이크로 구멍이라고 합니다.마이크로 구멍은 일반적으로 HDI(고밀도 상호 연결 구조) 설계에 사용됩니다.마이크로 구멍 기술은 용접 디스크에서 직접 구멍을 프레스하여 회로 성능을 크게 향상시키고 케이블 연결 공간을 절약합니다.
오버홀은 신호 반사를 일으키는 전송선의 불연속 임피던스 브레이크입니다.일반적으로 통공의 등가 임피던스는 전송선의 등가 임피던스보다 약 12% 낮습니다.예를 들어, 50옴 전송선의 임피던스는 구멍을 통과할 때 6옴 감소합니다 (구멍의 크기 및 판의 두께와 관련이 있지만 감소와는 관련이 없습니다).그러나 통공 임피던스의 불연속으로 인한 반사는 실제로 매우 작으며, 그 반사 계수는 (44-50)/(44+50) = 0.06에 불과하며, 통공으로 인한 문제는 주로 기생 용량과 전기 감각의 영향에 집중된다.
과공 기생 용량과 감지
통공 용접 저항 영역의 지름이 D2, 통공 용접판의 지름이 D1, PCB의 두께가 t, 기판의 개전 상수가 μ이면 통공의 기생 용량은 약 C=1.41μTD1/(D2-D1)
과공 기생용량이 회로에 미치는 주요 영향은 신호의 상승 시간을 연장하고 회로의 속도를 낮추는 것이다.예를 들어, 두께가 50mil인 PCB의 경우 통공 용접판 지름이 20MIL(드릴링 지름 10mils)이고 용접 마스크 지름이 40mil인 경우 위의 공식을 통해 통공의 기생 용량을 근사하게 계산할 수 있습니다: C=1.41x4.4x0.050x0.20/(0.040-0.020) = 0.31pf.이 용량으로 인한 상승 시간 변화: t10-90=2.2c(Z0/2) = 2.2x0.31x(50/2) = 17.05ps
이러한 값에서 볼 수 있듯이, 단일 구멍에 대한 기생 커패시터의 영향은 분명하지 않지만, 경로설정에서 레이어 전환을 위해 구멍을 재사용하는 경우 여러 구멍이 사용되므로 설계에서 자세히 고려해야 합니다.실제 설계에서는 통과 구멍과 구리 레이어 (백 용접 디스크) 사이의 거리를 늘리거나 용접 디스크의 지름을 줄여 기생 용량을 줄일 수 있습니다.
고속 디지털 회로의 설계에서 구멍을 통과하는 기생 전감이 초래하는 위해는 왕왕 기생 용량보다 크다.그 기생 직렬 전감은 방로 용량의 기여와 전체 전력 시스템의 필터 효율을 약화시킬 것이다.우리는 다음과 같은 경험공식을 사용하여 통공의 기생전감을 간단하게 계산할수 있다. l=5.08h[ln(4h/D)+1]. 그중 l은 통공의 전감이고 h는 통공의 길이이며 D는 중심공의 직경이다.공식에서 볼 수 있듯이 통공의 직경은 전감에 대한 영향이 매우 작고 통공의 길이는 전감에 영향을 미친다.상술한 예제를 계속 사용하면 우리는 통공 감각을 다음과 같이 계산할 수 있다: l = 5.08x0.050 [ln (4x0.050/0.010) +1] = 1.015nh.신호의 상승 시간이 1ns이면 동등한 임피던스는 XL = π L/t10-90 = 3.19 μ입니다.고주파 전류가 통과할 때, 이런 저항은 무시할 수 없다.주의해야 할 점은 전원층과 지층을 련결할 때 옆길용량은 두개의 통공을 통과해야 하기에 통공의 기생감촉은 두배로 증가된다.
구멍 사용 방법
이상의 과공 기생 특성에 대한 분석을 통해, 우리는 고속 PCB 설계에서 간단해 보이는 과공이 종종 회로 설계에 큰 부정적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.구멍 통과 기생 효과로 인한 악영향을 줄이기 위해 다음과 같은 몇 가지를 설계할 수 있습니다.
1. 원가와 신호 품질 두 가지 측면에서 합리적인 통공 사이즈를 선택한다.필요한 경우 서로 다른 크기의 통과 구멍을 고려할 수 있습니다.예를 들어, 전원 공급 장치나 지선의 구멍의 경우 임피던스를 줄이기 위해 더 큰 크기를 사용할 수 있고 신호 경로설정에 더 작은 구멍을 사용할 수 있습니다. 물론 구멍의 크기가 줄어들면 그에 따른 비용도 증가합니다.
2. 상술한 두 공식에서 결론을 얻을 수 있듯이 더 얇은 PCB를 사용하면 통공의 두 기생 파라미터를 낮추는 데 유리하다.
3.가능한 한 PCB 보드의 신호 경로 레이어를 변경하지 마십시오.즉, 불필요한 오버홀을 사용하지 마십시오.
4. 전원과 지선의 핀은 부근에 구멍을 뚫어야 하며, 구멍과 핀 사이의 핀은 짧을수록 좋다.동등한 감전감을 낮추기 위해 여러 통공을 병렬로 연결하는 것을 고려할 수 있다.
5. 신호층 변화의 통공 부근에 접지 통공을 배치하여 신호에 폐쇄 고리를 제공한다.일부 이중화된 접지 구멍은 PCB 보드에도 배치할 수 있습니다.
고밀도 고속 PCB의 경우 마이크로 패스 구멍을 고려할 수 있습니다.
