Новости PCB - как пробить многослойную PCB

Basic concept of perforation

Through hole (VIA) is an important part of многослойный PCB, стоимость бурения обычно составляет три0 - 40% от стоимости изготовления панелей PCB. Simply put, Каждая лунка на PCB может называться. по функции, the hole can be divided into two categories: one is used for the electrical connection between layers; The other is used for device fixation or positioning. в отношении процесса, these through-holes are generally divided into three categories, слепое отверстие, buried via and through via. слепое отверстие расположено на верхней и нижней поверхности печатной платы с определенной глубиной для соединения поверхностной схемы с внутренней схемой ниже. The depth of the holes usually does not exceed a certain ratio (aperture). Buried holes are connection holes in the inner layer of the printed circuit board that do not extend to the surface of the printed circuit board. Эти два типа отверстий расположены внутри платы, which is completed by the through-hole molding process before lamination, and several inner layers may be o

verlapped during the formation of the through-hole.

Третий тип называется отверстие для прохода через всю схему, которое может быть использовано для внутреннего межсоединения или для установки и установки компонентов. Поскольку в процессе обработки отверстие легче и дешевле, большинство печатных плат используют его, а не два других отверстия. следующие проходные отверстия следует рассматривать как пропускные отверстия, которые не требуют особого указания.

с точки зрения конструкции, отверстие для проходки состоит из двух частей: одной - из промежуточной скважины, а другой - из прилегающей к ней площадки под прокладкой. размер этих двух деталей определяет размер проходного отверстия. Очевидно, что при проектировании высокоскоростной и плотной PCB конструкторы всегда хотели бы, чтобы отверстие было как можно меньше, чтобы этот образец оставлял больше пространства для проводки, и, кроме того, чем меньше отверстие, тем меньше его собственные паразитные емкости, тем больше подходят для высокоскоростных схем. Но уменьшение размеров отверстий также влечет за собой увеличение затрат, а размер отверстия не может быть бесконечно уменьшен, он ограничен такими технологиями, как бурение (бурение) и нанесение покрытия: чем меньше отверстия, тем длиннее бурение, тем легче отклоняться от центра; равномерное омеднение стенок отверстия невозможно обеспечить, если глубина отверстия в 6 раз превышает его диаметр. например, если толщина стандартной 6 - й пластины PCB (глубина отверстия) составляет 50 мм, производители PCB могут предоставить 8 - мм отверстия в нормальных условиях. с развитием технологии лазерной перфорации размер отверстия также может быть все меньше и меньше. обычно диаметр отверстия меньше или равно 6 мм, мы называем его микропористостью. микропористость обычно используется при проектировании HDI (конструкция межсоединений высокой плотности). техника микропористости позволяет непосредственно перфорировать на паяльном диске (через отверстие в сварном диске), что значительно повышает производительность цепи и экономит пространство для монтажа проводов.

проходное отверстие линии передачи - точка разрыва сопротивления, Это вызывает отражение сигнала. Generally, эквивалентное сопротивление проходного отверстия примерно на 12% ниже эквивалентного сопротивления линии передачи. например, the impedance of the 50ohm transmission line will decrease by 6 ohm when it passes through the through-hole (the specific is related to the size of the through-hole and the plate thickness, not decreased). Однако, отражение, вызванное разрывом импеданса через отверстие, на самом деле очень мало, and its reflection coefficient is only :(44-50)/(44+50)=0.06. проблемы, связанные с дырками, в большей степени сконцентрированы на воздействии паразитных емкостей и индуктивности.

Parasitic capacitance and inductance through the hole

The parasitic stray capacitance exists in the hole itself. Если зона сопротивления сварки для отверстий на покрытии имеет диаметр D2, the diameter of the welding pad is D1, толщина панели PCB для T, and the dielectric constant of the substrate is ε, паразитная емкость отверстия примерно с = 1.41%/(D2-D1).

основное влияние паразитной емкости на цепь заключается в продлении времени нарастания сигнала и снижении скорости цепи. например, для PCB - панелей толщиной 50миля, if the diameter of the through-hole pad is 20Mil (the diameter of the borehole is 10Mils) and the diameter of the solder block is 40Mil, Мы можем приблизиться к расчёту паразитной ёмкости проходного отверстия по формуле выше: C = 1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF The rise time change caused by the capacitor is roughly: T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps

Эти значения свидетельствуют о том, что, хотя влияние паразитной емкости одного отверстия на задержку подъема и замедление роста является незначительным, если в проводке используется несколько отверстий для межслойного переключения, будут использоваться несколько отверстий, которые следует тщательно продумать. В настоящем проекте можно снизить паразитную емкость путем увеличения емкости

distance between the hole and the copper laying zone (anti-pad) or by reducing the diameter of the pad.

в проектировании высокоскоростных цифровых схем, the parasitic inductance of the through-hole is more harmful than that of the parasitic capacitance. его паразитная последовательная индуктивность ослабит вклад блокированной емкости и снижает эффективность фильтрации всей энергосистемы. Мы можем просто рассчитать паразитную индуктивность, близкую к диафрагме, используя следующую эмпирическую формулу:.08h[ln(4h/d)+1] where L refers to the inductance of the through-hole, H длина проходного отверстия, and D is the diameter of the central hole. из уравнения видно, что диаметр отверстия почти не влияет на индуктивность, Но длина отверстия влияет на индуктивность. Using the above example again, внешняя индуктивность может быть вычислена как L = 5.08x0.050[ln(4x050/0.010)+1]= 1.015nh. If the signal rise time is 1ns, Итак, эквивалентный размер импеданса XL = Сплетница.../T10-90=3.19.сплетница. This impedance cannot be ignored in the presence of high frequency current. особенно, the bypass capacitor has to pass through two holes to connect the supply layer to the formation, Таким образом, паразитная индуктивность дырок удваивается.

Three, how to use the hole

Through the above analysis of the parasitic characteristics of the through-holes, мы видим это при проектировании высокоскоростной PCB, the seemingly simple through-holes often bring great negative effects to the circuit design. для уменьшения негативного воздействия паразитного эффекта отверстий, we can try to do as follows in the design:

1. Considering the cost and signal quality, выбрать рациональный размер отверстия. If necessary, рассмотреть возможность использования различных размеров отверстий. For example, for power or ground cables, рассмотреть возможность использования больших размеров для снижения импеданса, and for signal wiring, использовать меньше отверстий. Of course, с уменьшением размеров отверстий, the corresponding cost will increase.

2. The two formulas discussed above show that the use of thinner PCB boards helps to reduce the two parasitic parameters of the perforations.

3. The signal wiring on the PCB board should not change layers as far as possible, То есть, do not use unnecessary holes as far as possible.

4. The pins of the power supply and the ground should be drilled in the nearest hole, провод между отверстиями и штифтами должен быть как можно короче. Multiple through-holes can be considered in parallel to reduce equivalent inductance.

5. Some ground holes are placed near the signal layering holes to provide a close loop for the signal. Вы можете даже добавить дополнительные заземляющие отверстия в PCB.

6. высокая скорость PCB, micro-holes can be considered.