Технология PCB - изготовитель печатных плат объяснил вам отверстие

1. The basic concept of vias

Via is one of the important components of multi-layer PCB. затраты на бурение обычно составляют 30 - 40% от общей стоимости изготовление печатных плат cost. Короче говоря, every hole on the PCB can be called a via. с функциональной точки зрения, Перерывы можно разделить на две категории: одну для электрического соединения между слоями; другое устройство для фиксации или локации. In terms of process, Эти проходные отверстия обычно делятся на три категории, namely blind vias, закопать отверстие и пробить отверстие. Blind vias are located on the top and bottom surfaces of the printed circuit board and have a certain depth. Они используются для соединения поверхностных и нижних внутренних линий. The depth of the hole usually does not exceed a certain ratio (aperture). закопанное отверстие означает соединительное отверстие, which does not extend to the surface of the панель PCB.

оба типа отверстий расположены внутри платы, and the through hole forming process is used before lamination, в процессе образования сквозного отверстия несколько внутренних слоев могут быть перекрыты. The third type is called a through hole, Она проходит через всю схему, может быть использована для внутренних межсоединений или в качестве установочного отверстия для сборки. Потому что проход отверстия легче в процессе, стоимость ниже, most of the printed панель PCB Используй его, а не два типа отверстий. The following via holes, если не предусмотрено иное, are considered as via holes.

с точки зрения конструкции, a via is mainly composed of two parts, одна скважина посередине, and the other is the pad area around the drill. размер этих двух частей определяет размер проходного отверстия. . Obviously, высокая скорость, high-density PCB проектировать, 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. It is limited by process technologies such as drilling and plating: the smaller the hole, Чем больше скважин, тем труднее процесс обработки отверстий, the longer it takes, чем легче отклоняться от центрального положения; когда глубина скважины в 6 раз превышает диаметр скважины, it is impossible to ensure 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 drill hole diameter that general панель PCB изготовитель может предоставить только 8 мл.

2. Parasitic capacitance of via

The hole itself has parasitic capacitance to the ground. если известно, что проходное отверстие соединяет пласт с изолирующим отверстием диаметром D2, диаметр диафрагмы D1, толщина панели PCB для T, and the dielectric constant of the board substrate is ε, The parasitic capacitance of the via is similar to:

C=1.41%/(D2-D1)

The main effect of the parasitic capacitance of the vias 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.

три. Parasitic inductance of vias

Similarly, паразитная ёмкость с паразитной индуктивностью и пористостью. In the design of high-speed digital circuits, паразитная индуктивность через отверстие обычно причиняет больше повреждений, чем паразитная емкость. Its parasitic series inductance will weaken the contribution of the bypass capacitor and weaken the filtering effect of the entire power system. We can simply calculate the parasitic inductance of a via with the following formula:

L=5.08h[ln(4h/d)+1]

where L refers to the inductance of the via, h is the length of the via, D диаметр центральной отверстия. It can be seen from the formula that the diameter of the via has a small influence on the inductance, длина проходного отверстия больше всего влияет на индуктивность. Still using the above example, индуктивность проходного отверстия можно рассчитать следующим образом: L = 5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH. если время нарастания сигнала составляет 1 НС, then its equivalent impedance is: XL=πL/T10 - 90 = 3.19 ©. Such impedance can no longer be ignored when high-frequency currents pass. при соединении поверхности электропитания и коллектора особое внимание должно уделяться проходу через два отверстия обходного конденсатора, Таким образом, паразитная индуктивность через отверстие будет расти в два раза.

Four. Via design in high-speed PCB

Through the above analysis of the parasitic characteristics of vias, Мы можем это увидеть. высокоскоростное проектирование PCB, seemingly simple vias often bring great negative effects to the панель PCB design. In order to reduce the adverse effects caused by the parasitic effects of the vias, the following can be done in the design:

1. Considering both cost and signal quality, выбрать рациональный размер по размеру. For example, модуль памяти PCB для 6 - 10 слоев, it is better to use 10/20Mil (drilled/pad) vias. миниатюрная плата с высокой плотностью, you can also try to use 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.