Новости PCB - Руководство по проектированию PCB

1. Via

Via is one of the important components of многослойный PCB, and the cost of drilling usually accounts for три0% to 40% of PCB manufacturing cost. Короче говоря, every hole on the PCB can be called a via. с функциональной точки зрения, vias can be divided into two categories: one is used for electrical connections between layers; the other is used for fixing or positioning devices. в отношении процесса, these vias are generally divided into three categories, глухое отверстие, buried vias and through vias. слепая дыра находится на верхней и нижней поверхности печатной платы с определенной глубиной. They are used to connect the surface line and the underlying inner line. The depth of the hole usually does not exceed a certain ratio (aperture). Buried hole refers to the connection hole located in the inner layer of the printed circuit board, не растянутая на поверхность платы. The above-mentioned two types of holes are located in the inner layer of the circuit board, технология формования через отверстие перед слоем, and several inner layers may be overlapped during the formation of the via. Третий тип называется сквозное отверстие, which penetrates the entire circuit board and can be used for internal interconnection or as a component mounting positioning hole. Потому что проход отверстия легче в процессе, стоимость ниже, most of the printed circuit boards use it instead of the other two types of through holes. Следующее отверстие, unless otherwise specified, считаться сквозным.

From a design point of view, отверстие в основном состоит из двух частей, one is the drill hole in the middle, Другая область прокладки вокруг скважины, as shown in the figure below. размер этих двух частей определяет размер проходного отверстия. Obviously, высокая скорость, high-density PCB design, дизайнер всегда хотел, чтобы проход был меньше, лучше, the better, Таким образом, можно оставить на платы больше пространства для проводов. In addition, пропуск отверстия, the parasitic capacitance of its own. Чем меньше, the more suitable it is for high-speed circuits. Однако, the reduction in hole size also brings about an increase in cost, и размер проходного отверстия не может быть бесконечно уменьшен. Он ограничен технологией бурения и гальванизации: чем меньше отверстие, the more drilling The longer the hole takes, чем легче отклоняться от центрального положения; когда глубина скважины в 6 раз превышает диаметр скважины, it cannot be guaranteed that the hole wall can be uniformly plated with copper. например, the thickness (through hole depth) of a normal 6-layer панель PCB около 50 мл, so the minimum drilling diameter that PCB manufacturers can provide can only reach 8Mil.

паразитная ёмкость через отверстие

само отверстие имеет паразитную емкость по отношению к земле. If it is known that the diameter of the isolation hole on the ground layer of the via is D2, диаметр диафрагмы D1, the thickness of the панель PCB Да., and the dielectric constant of the board substrate is ε, затем паразитная емкость отверстия примерно равна:

с = 1,41 мкг TD1 / (D2 - D1)

The main effect of the parasitic capacitance of the via on the circuit is to extend the rise time of the signal and reduce the speed of the circuit. например, for a PCB with a thickness of 50Mil, если использовать отверстие для прохода с внутренним диаметром 10 мм и диаметром 20 мм, and the distance between the pad and the ground copper area is 32Mil, Затем мы можем использовать вышеприведенную формулу для приближения проходного отверстия, паразитная емкость примерно равна:.41x4.4x0.050x0.020/(0.032 - 0.020)=0.517pF, the rise time change caused by this part of the capacitance is: T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2 x0.517x(55/2)=31.28 пенсов. It can be seen from these values that although the effect of the rise delay caused by the parasitic capacitance of a single via is not obvious, если в дорожке несколько раз использовалось отверстие для переключения между слоями, the designer should still consider carefully.

В - третьих, паразитная индуктивность через отверстие

так же, there are parasitic inductances along with the parasitic capacitance of the vias. в проектировании высокоскоростных цифровых схем, паразитная индуктивность через отверстие обычно создает больше вреда, чем эффект паразитной емкости. Its parasitic series inductance will weaken the contribution of the bypass capacitor and weaken the filtering effect of the entire power system. Мы можем просто рассчитать паразитную индуктивность дыр по следующей формуле:

L = 5.08h [ln (4h / d) + 1], в котором L выражается индуктивность проходного отверстия, h - длина проходного отверстия и d - диаметр центрального отверстия. из формулы видно, что диаметр проходного отверстия меньше влияет на индуктивность, а длина проходного отверстия больше всего влияет на индуктивность. по - прежнему используются приведенные выше примеры, при которых индуктивность отверстия может быть рассчитана как L = 5.08x0. 050 [ln (4x0.050 / 0.010) + 1] = 1015 NH. если время нарастания сигнала составляет 1 НС, то эквивалентное сопротивление составляет: XL = восприимчивость. когда ток высокой частоты проходит, это сопротивление больше не может быть проигнорировано. особое внимание следует обратить на то, что при соединении поверхностей электропитания и пластов блокирующие конденсаторы должны проходить через два отверстия, с тем чтобы паразитная индуктивность через них удвоилась.

Fourth, средний дизайн via высокая скорость PCB

Through the above analysis of the parasitic characteristics of vias, Мы можем увидеть это в дизайне высокая скорость PCBs, the seemingly simple process is
Holes often also bring great negative effects to circuit design. в целях уменьшения негативного воздействия паразитного эффекта, the following can be done in the design:

1. учитывать стоимость и качество сигнала, choose a reasonable size via size. например, for the 6-10 layer memory module PCB design, лучше всего 10/20Mil (drilled/pad) vias. For some high-density small-size boards, Вы также можете попробовать использовать 8/18 млн.. hole. в нынешних технических условиях, it is difficult to use smaller vias. проходное отверстие для питания или заземления, you can consider using a larger size to reduce impedance.

2. The two formulas discussed above can be drawn. использование более тонкой PCB поможет уменьшить количество перерывов между двумя типами.
Health parameters.

3. Try not to change the layers of the signal traces on the панель PCB, То есть, try not to use unnecessary vias.

4. The power and ground pins should be drilled nearby, провод между отверстиями и выводами должен быть как можно короче, because they will increase the inductance. одновременно, the power and ground leads should be as thick as possible to reduce impedance.

5. прокладка нескольких заземляющих отверстий вблизи отверстий в сигнальном слое, с тем чтобы обеспечить ближайший контур сигнала. даже на панелях PCB можно разместить большое количество избыточного заземления. Конечно, дизайн должен быть гибким. модель проходного отверстия, которая обсуждалась выше, была описана как ситуация с паяльными тарелками на каждом этаже. Иногда мы можем уменьшить или даже удалить некоторые прокладки. в частности, когда плотность проходного отверстия очень высока, это может привести к образованию трещины, разделяющей контур в медном слое. чтобы решить эту проблему, помимо перемещения проходного отверстия, мы также можем рассмотреть вопрос о размещении проходного отверстия на медном покрытии. размер паяльного диска уменьшается.