Berita PCB - Laluan untuk desain papan sirkuit PCB kelajuan tinggi

Laluan untuk desain papan sirkuit PCB kelajuan tingginPada masa ini, desain papan sirkuit PCB kelajuan tinggi digunakan secara luas dalam medan komunikasi, komputer, grafik dan pemprosesan imej. Semua rancangan produk elektronik nilai-tambahan-teknologi tinggi mengejar konsumsi kuasa rendah, radiasi elektromagnetik rendah, kepercayaan tinggi, miniaturisasi, berat ringan, dll. Untuk mencapai tujuan di atas, melalui rancangan adalah faktor penting dalam rancangan PCB kelajuan tinggi. Ia terdiri dari lubang, kawasan pad sekitar lubang dan kawasan pengasingan lapisan POWER, yang biasanya dibahagi menjadi tiga jenis: lubang buta, lubang terkubur dan melalui lubang. Dalam proses desain papan litar PCB, melalui analisis kapasitas parasit dan induktan parasit melalui, beberapa tindakan pencegahan dalam desain PCB kelajuan tinggi melalui adalah ringkasan.

1. Via

Vias adalah faktor penting dalam desain papan sirkuit PCB berbilang lapisan. Sebuah melalui kebanyakan terdiri dari tiga bahagian, satu adalah lubang; yang lain ialah kawasan pad disekitar lubang; dan yang ketiga ialah kawasan pengasingan lapisan POWER. Proses lubang melalui adalah untuk meletakkan lapisan logam pada permukaan silindrik dinding lubang melalui lubang melalui deposisi kimia untuk menyambung foli tembaga yang perlu disambung ke lapisan tengah, dan sisi atas dan bawah lubang melalui dibuat ke pads biasa Bentuk boleh disambung secara langsung dengan baris di sisi atas dan bawah, atau tidak disambung. Vias boleh memainkan peran sambungan elektrik, memperbaiki atau posisi peranti.

Laluan biasanya dibahagi ke tiga kategori: lubang buta, lubang terkubur dan melalui lubang.

Lubang buta: Ia ditempatkan pada permukaan atas dan bawah papan sirkuit cetak dengan kedalaman tertentu dan digunakan untuk sambungan sirkuit permukaan dan sirkuit dalaman di bawah. Kedalaman lubang dan diameter lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu.

Lubang terkubur: merujuk ke lubang sambungan yang terletak di lapisan dalaman papan sirkuit cetak, yang tidak berlangsung ke permukaan papan sirkuit.

Kedua-dua lubang buta dan terkubur ditempatkan di lapisan dalaman papan sirkuit, dan dilakukan oleh proses bentuk lubang melalui sebelum laminasi, dan beberapa lapisan dalaman mungkin ditutup semasa bentuk melalui.

Melalui lubang: Jenis lubang ini melewati seluruh papan sirkuit dan boleh digunakan untuk sambungan dalaman atau sebagai lubang pemasangan komponen. Oleh kerana melalui lubang lebih mudah untuk dilaksanakan dalam proses dan biaya lebih rendah, biasanya papan sirkuit dicetak menggunakan melalui lubang. .

2. Kapensiensi parasitik vias

Melalui diri sendiri mempunyai kapasitas parasit ke tanah. Jika diameter lubang pengasingan pada lapisan tanah melalui adalah D2, diameter pad melalui adalah D1, tebal PCB adalah T, dan konstan dielektrik substrat papan adalah ε, maka kapasitas parasit melalui adalah sama dengan:

C=1.41εTD1/(D2-D1)

Kesan utama kapasitas parasit melalui lubang pada litar adalah untuk memperpanjang masa naik isyarat dan mengurangkan kelajuan litar. Semakin kecil nilai kapasitasi, semakin kecil kesan.

3. Induktan parasit vias

Melalui dirinya sendiri mempunyai induksi parasit. Dalam rancangan sirkuit digital kelajuan tinggi, kerosakan disebabkan oleh induktan parasit melalui sering lebih besar daripada pengaruh kapasitas parasit. Induktan siri parasit melalui akan melemahkan fungsi kondensator bypass dan melemahkan kesan penapisan seluruh sistem kuasa. Jika L merujuk kepada induktan laluan, h ialah panjang laluan, dan d ialah diameter lubang tengah, induktan parasit laluan adalah kira-kira: L=5.08h[ln(4h/d)+1]

Ia boleh dilihat dari formula bahawa diameter melalui mempunyai pengaruh kecil pada induktan, dan panjang melalui mempunyai pengaruh terbesar pada induktan.

4. Tidak melalui teknologi

Vial yang tidak melalui termasuk vial buta dan vial yang terkubur.

Dalam teknologi yang tidak melalui, aplikasi vias buta dan vias yang terkubur boleh mengurangi saiz dan kualiti PCB, mengurangi bilangan lapisan, meningkatkan kompatibilitas elektromagnetik, meningkatkan ciri-ciri produk elektronik, mengurangi kos, dan juga membuat rancangan berfungsi lebih mudah dan cepat. Dalam rancangan dan proses tradisional PCB, melalui lubang akan membawa banyak masalah. Pertama, mereka menguasai sejumlah besar ruang yang berkesan, dan kedua, sejumlah besar lubang-lubang yang dikumpulkan dan juga menyebabkan halangan besar untuk wayar dalaman PCB berbilang lapisan. Ini melalui lubang mengambil ruang yang diperlukan untuk kawat, dan mereka secara intens melalui bekalan kuasa dan tanah. Permukaan lapisan wayar juga akan menghancurkan karakteristik impedance lapisan wayar tanah kuasa dan membuat lapisan wayar tanah kuasa tidak berkesan. Dan kaedah mekanik konvensional pengeboran akan 20 kali lipat muatan kerja teknologi lubang yang tidak melalui.

Dalam rancangan PCB, walaupun saiz pads dan vias telah secara perlahan-lahan dikurangi, jika tebal lapisan papan tidak berkurang secara proporsional, nisbah aspek lubang melalui akan meningkat, dan meningkat nisbah aspek lubang melalui akan mengurangi kepercayaan. Dengan kemajuan teknologi pengeboran laser lanjut dan teknologi pencetakan kering plasma, ia mungkin untuk melaksanakan lubang buta kecil yang tidak penerbangan dan lubang kecil yang terkubur. Jika diameter vial tidak penetrat ini adalah 0.3 mm, parameter parasit akan menjadi kira-kira 1/10 lubang konvensional asal, yang meningkatkan kepercayaan PCB.

Oleh sebab teknologi yang tidak melalui, terdapat beberapa vial besar pada PCB, yang boleh menyediakan lebih ruang untuk penghalaan. Ruang yang tersisa boleh digunakan untuk tujuan perlindungan kawasan besar untuk meningkatkan prestasi EMI/RFI. Pada masa yang sama, lebih banyak ruang yang tersisa juga boleh digunakan untuk lapisan dalaman untuk melindungi sebahagian peranti dan kabel rangkaian kunci, sehingga ia mempunyai prestasi elektrik terbaik. Penggunaan laluan bukan-melalui membuat ia lebih mudah untuk mengeluarkan pin peranti, memudahkan untuk melacak peranti pin densiti tinggi (seperti peranti pakej BGA), pendek panjang wayar, dan memenuhi keperluan masa sirkuit kelajuan tinggi.

5. Melalui pemilihan dalam PCB biasa

Dalam rancangan biasa PCB, kapasitas parasit dan induktan parasit melalui mempunyai sedikit kesan pada rancangan papan sirkuit PCB. Untuk reka papan sirkuit PCB lapisan 1-4, 0.36mm/0.61mm/1.02mm (lubang/pad terbongkar/kawasan izolasi POWER) melalui lubang lebih baik, beberapa garis isyarat khas (seperti garis kuasa, garis tanah, garis jam, dll.) boleh pilih vias 0.41mm/0.81mm/1.32mm, atau saiz lain boleh dipilih mengikut situasi sebenar Vias.

6. Melalui desain dalam papan sirkuit PCB kelajuan tinggi

Melalui analisis atas ciri-ciri parasit vias, kita boleh melihat bahawa dalam desain PCB kelajuan tinggi, kelihatannya vias sederhana sering membawa kesan negatif besar kepada desain sirkuit. Untuk mengurangi kesan negatif yang disebabkan oleh kesan parasit vias, perkara berikut boleh dilakukan dalam rancangan:

(1) Pilih yang masuk akal melalui saiz. Untuk rancangan PCB bagi ketepatan umum papan sirkuit berbilang lapisan PCB, lebih baik menggunakan kunci 0.25mm/0.51mm/0.91mm (lubang/pads/kawasan isolasi POWER); untuk beberapa PCB padatan tinggi, 0.20 juga boleh digunakan. Untuk botol dengan mm/0.46mm/0.86mm, anda juga boleh cuba botol bukan melalui; untuk kuasa atau butang tanah, anda boleh pertimbangkan menggunakan saiz yang lebih besar untuk mengurangi impedance;

(2) Semakin besar kawasan isolasi POWER, semakin baik, mempertimbangkan ketepatan melalui PCB, biasanya D1=D2+0.41;

(3) Kawalan isyarat pada papan sirkuit PCB tidak patut diubah sebanyak mungkin, yang bermakna bahawa botol patut dikurangkan sebanyak mungkin;

(4) Penggunaan PCB yang lebih tipis adalah bermanfaat untuk mengurangi dua parameter parasit melalui;

(5) Kuasa dan pins tanah seharusnya dekat dengan vias. Semakin pendek petunjuk antara vias dan pins, semakin baik, kerana mereka akan meningkatkan induktan. Pada masa yang sama, kuasa dan tanah memimpin seharusnya sebisak mungkin untuk mengurangi impedance;

(6) Letakkan beberapa butang pendaratan dekat butang lapisan isyarat untuk menyediakan gelung jarak pendek untuk isyarat.

Sudah tentu, masalah khusus perlu dianalisis secara terperinci apabila merancang. Dengan mempertimbangkan kedua-dua kos dan kualiti isyarat secara keseluruhan, dalam rancangan PCB kelajuan tinggi, perancang sentiasa berharap bahawa semakin kecil melalui lubang, semakin baik, sehingga lebih banyak ruang kabel boleh ditinggalkan di papan. Selain itu, semakin kecil lubang melalui, semakin kecil kapasitas parasit, semakin sesuai untuk sirkuit kelajuan tinggi. Dalam rancangan papan sirkuit PCB densiti tinggi, penggunaan botol yang tidak melalui dan pengurangan saiz botol telah membawa kepada peningkatan biaya, dan saiz botol tidak boleh dikurangkan tanpa batas. Ia dipengaruhi oleh pengeboran dan pengeboran pembuat papan sirkuit. Hadangan elektroplating dan teknologi proses lain patut diberi pertimbangan yang seimbang dalam desain vias PCB kelajuan tinggi.