Teknik PCB - PCB melalui (melalui) dan fungsi dan aplikasinya

Via adalah salah satu komponen penting PCB berbilang lapisan, dan biaya pengeboran biasanya mengandungi 30% hingga 40% biaya penghasilan PCB. Setiap lubang di PCB boleh dipanggil melalui. Dari sudut pandangan fungsi, vias boleh dibahagi ke dua kategori: satu digunakan untuk sambungan elektrik diantara lapisan; yang lain digunakan untuk memperbaiki atau menempatkan peranti. Dalam bentuk proses, vial ini secara umum dibahagi ke tiga kategori, iaitu vial buta, vial terkubur dan melalui vial. Via buta ditempatkan pada permukaan atas dan bawah papan sirkuit cetak dan mempunyai kedalaman tertentu. Mereka digunakan untuk menyambungkan garis permukaan dan garis dalaman di bawah. Kedalaman lubang biasanya tidak melebihi nisbah tertentu (terbuka).

Dari sudut pandang rancangan, satu melalui kebanyakan terdiri dari dua bahagian, satu ialah lubang bor di tengah, dan yang lain ialah kawasan pad di sekitar lubang bor. Saiz dua bahagian ini menentukan saiz melalui. Jelas sekali, dalam rancangan PCB dengan kelajuan tinggi, densiti tinggi, perancang sentiasa berharap bahawa semakin kecil lubang melalui, semakin baik, sehingga lebih banyak ruang kabel boleh ditinggalkan di papan. Selain itu, semakin kecil lubang melalui, kapasitas parasit sendiri. Semakin kecil ia, semakin sesuai ia untuk sirkuit kelajuan tinggi. Namun, pengurangan saiz lubang juga menyebabkan peningkatan kos, dan saiz botol tidak boleh dikurangkan tanpa batas. Ia dibatasi oleh teknologi proses seperti pengeboran dan plat: semakin kecil lubang, semakin banyak pengeboran semakin lama lubang mengambil, semakin mudah ia untuk melebihi dari kedudukan tengah; dan apabila kedalaman lubang melebihi 6 kali diameter lubang terbongkar, ia tidak boleh dijamin bahawa dinding lubang boleh dilapis secara serentak dengan tembaga. Contohnya, jika papan PCB 6 lapisan normal mempunyai tebal (melalui kedalaman lubang) 50Mil.

Kemudian, dalam keadaan normal, diameter lubang paling kecil yang boleh diberikan oleh penghasil PCB hanya boleh mencapai 8 Mil. Dengan pengembangan teknologi pengeboran laser, saiz lubang boleh menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Secara umum, laluan dengan diameter kurang atau sama dengan 6Mils dipanggil lubang mikro. Microvias sering digunakan dalam reka-reka HDI (Struktur Sambungan Kuasa Tinggi). Teknologi Microvia membolehkan vias ditembak secara langsung pada pad (Via-in-pad), yang meningkatkan prestasi sirkuit dan menyimpan ruang kawat.

Kapensiensi parasitik dan induktan vias

Melalui dirinya sendiri mempunyai kapasitas parasit tersesat. Jika diketahui bahawa diameter topeng solder pada lapisan tanah melalui adalah D2, diameter pad melalui adalah D1, tebal papan 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 litar adalah untuk memperpanjang masa naik isyarat dan mengurangkan kelajuan litar. Contohnya, untuk PCB dengan tebal 50 Mil, jika diameter pad yang digunakan ialah 20Mil (diameter lubang ialah 10Mil), dan diameter topeng askar ialah 40Mil, maka kita boleh kira-kira saiz melalui menggunakan formula di atas Kapensiti parasit adalah kira-kira:

C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF

Jumlah perubahan masa naik disebabkan oleh bahagian ini kapasitasi adalah kira-kira:

T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps

Dari nilai-nilai ini, ia boleh dilihat bahawa walaupun kesan keterlaluan meningkat disebabkan oleh kapasitasi parasit satu melalui tidak terlalu jelas, jika melalui digunakan berbilang kali dalam jejak untuk bertukar antara lapisan, vias berbilang akan digunakan. Design mesti dipertimbangkan dengan hati-hati. Dalam rancangan sebenar, kapasitas parasit boleh dikurangkan dengan meningkatkan jarak antara lubang melalui dan kawasan tembaga (Anti-pad) atau mengurangkan diameter pad.

Bagaimana menggunakan kunci

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

Mengingat kualiti kosong dan isyarat, pilih saiz yang masuk akal melalui saiz. Jika diperlukan, anda boleh pertimbangkan menggunakan saiz yang berbeza vias. Contohnya, untuk saluran kuasa atau tanah, and a boleh pertimbangkan menggunakan saiz yang lebih besar untuk mengurangi impedance, dan untuk jejak isyarat, anda boleh menggunakan saluran yang lebih kecil. Sudah tentu, sebagaimana saiz melalui menurun, biaya yang sepadan akan meningkat.

B Dua formula yang dibincangkan di atas boleh dicat, menggunakan PCB yang lebih ringan adalah berguna untuk mengurangi dua parameter parasit melalui.

C. Jejak isyarat pada papan PCB tidak patut diubah sebanyak yang mungkin, yang bermakna bahawa kunci tidak perlu digunakan sebanyak yang mungkin.

D Pin bekalan kuasa dan tanah seharusnya dibuang di dekat, dan memimpin antara melalui dan pin seharusnya sebagai pendek yang mungkin. Pertimbangkan pengeboran pelbagai botol secara selari untuk mengurangi induksi yang sama.

E Letakkan beberapa kunci mendarat dekat kunci lapisan perubahan isyarat untuk menyediakan kembali yang terdekat kepada isyarat. Anda bahkan boleh meletakkan beberapa vial tanah yang berlebihan pada PCB.

F Untuk papan PCB kelajuan tinggi, anda boleh pertimbangkan menggunakan kunci mikro.