PCB Teknik - HDI board viallarında ne sorunlara dikkat etmeliyiz?

Via, çoklu katı PCB devre tahtalarının önemli komponentlerinden biridir ve sürüşme maliyeti genelde PCB üretimin maliyetinin %30'a %40'dir. Basit olarak, HDI tabağındaki her deliğin aracılığı araştırılabilir.

Funksiyonun görüntüsünden, vias iki kategoriye bölünebilir:

Bir katlar arasındaki elektrik bağlantı olarak kullanılır

İkincisi, cihazı düzeltmek veya bulunmak

İşlemle ilgili, bu viallar genellikle üç kategoriye bölüler, yani kör viallar, gömülmüş viallar ve viallar tarafından.Yazılmış devre tahtasının üst ve alt yüzünde kör delikler bulunuyor ve belli derinlikler vardır. Yüzey çizgisini ve iç çizgisini bağlamak için kullanılır. Döşeğin derinliği genelde belli bir ilişkisi a şmıyor.

Gömülmüş delik. Dönüş tahtasının yüzeyine uzanmayan, basılı devre tahtasının iç katında bulunan bağlantı deliğini anlatır. Yukarıdaki iki tür delik devre tahtasının iç katında yer alır ve laminasyondan önce delik oluşturma süreci tarafından tamamlanır, ve birkaç iç katı çizgilerin oluşturması sırasında birkaç iç katı kapatılabilir.

Bu tür delik bütün devre tahtasına girer ve iç bağlantı veya komponent yerleştirme deliği olarak kullanılır. Çünkü delikten geçen süreçte uygulanmak daha kolay ve maliyetin düşük, basılı devre tahtalarının çoğu onu diğer iki tür delikten yerine kullanır. Daha sonra delikler arasındaki, belirlenmediğimiz sürece, delikler aracılığı olarak kabul edilir. Bir dizayn noktasından, bir yol genellikle iki parçadan oluşturur, birisi ortadaki dalga deliğindir, diğeri de dalga deliğin in çevresindeki patlama alanı. Bu iki parçasının büyüklüğü yolunun büyüklüğünü belirliyor. Açıkçası, yüksek hızlı, yüksek yoğunlukta HDI tahtalarının tasarımında, her zaman delikten daha küçük olduğunu umuyordur, böylece daha fazla sürükleme alanı tahtada bırakılabilir. Ayrıca, delikten daha küçük, kendi parazit kapasitesi daha büyük. Küçük, hızlı devreler için daha uygun. Yine de delik boyutlarının azaltması da maliyetin arttırılmasını sağlayacak ve vial boyutları sonsuza dek azaltılamaz. Bu süreç teknolojileri, süreç ve çarpma gibi kısıtlıyor: delik küçük, çarpma daha uzun sürer, orta pozisyondan ayrılmak daha kolay olur. Ve deliğin derinliğinin altı katı sürüklenen deliğin diametrinin altı katı a ştığında, delik duvarı eşit şekilde bakarlar garanti edilemez. Örneğin, eğer normal 6 katı PCB tabağının kalıntısı 50Mil'dir, sonra normal şartlarda, PCB üreticisinin sağlayabileceği deliğin diametri sadece 8Mil'e ulaşabilir. Lazer sürükleme teknolojisinin gelişmesi ile deliğin büyüklüğü daha küçük ve daha küçük olabilir. Genelde, 6 milden az ya da eşit bir elması olan bir yol mikro delik denir. Mikroviyalar sık sık HDI (Yüksek Denlik İşbirleşme Yapısı) tasarımlarında kullanılır. Mikrovia teknolojisi, vias'i direkten patlamaya (via-in-pad) izin verir ki devre performansını çok geliştirir ve sürücü alanı kurtarır. İletişim hattı üzerinde sonsuz impedans olan kırma noktaları olarak görünüyor, bu da sinyal refleksiyonlarına sebep olacak. Genelde, yolculuğun eşit bir impedansı transmit hattından yaklaşık %12 aşağıdır. Örneğin, yoldan geçerken 50 ohm transmis satırının imkansızlığı 6 ohm ile azalacak (özellikle, yolculuğun boyutluğu ve kalınlığıyla bağlantılı değil). Ancak, sonsuz impedans yüzünden vial tarafından gelen refleksiyon gerçekten çok küçük ve refleksiyon koeficienti sadece: (44-50)/(44+50)=0.06. Viyatlar tarafından neden olan problemler parazitik kapasitesi ve induktans üzerinde daha konsantre oluyor. Etkiler.

Parazitik kapasite

Kendi aracılığıyla yere parazit kapasitesi var. Eğer yolculuğun yeryüzündeki yeryüzündeki solusyon deliğinin diametri D2'dir, yolculuğun diametri D1'dir, PCB tahtasının kalınlığı T'dir ve tahta substratının dielektrik constant ε'dir. Sonra yolculuğun parazitik kapasitesi yaklaşık olarak:C=1.41εTD1/(D2-D1) Devre üzerindeki deliğin parazitik kapasitesinin en önemli etkisi sinyalin yükselmesi ve devre hızını azaltmak.Örneğin, 50Mil kalıntısı olan bir PCB için, eğer 10 Mil iç diametriyle bir yolculuğu ve 20 Mil patlama diametriyle kullanılırsa, Parazitik kapasitesi yaklaşık olarak: C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pFThe bu kapasitenin bu parçasından sebep olan yükselme zamanının değişikliği: T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28psBu değerlerden, Bir yolculuk parazitik kapasitesi tarafından sebep olan yükselme gecikmesinin etkisi a çık olmadığını görülebilir. Eğer yolculuk katları arasında değiştirmek için çok kez kullanılırsa, HDI tahtası üreticisi tasarımcısına dikkatli düşünmesini hatırlatıyor. Yüksek hızlı dijital devrelerin tasarımı üzerinde, vüyaların parasitik etkisinden sebep olan zarar parasitik etkisinden daha büyük. Parazitik seri indikatörünün bypass kapasitörünün katkısını zayıflatır ve tüm güç sisteminin filtreleme etkisini zayıflatır. Bu formülü sadece bir yoldan L=5.08h [ln(4h/d)+1] aracılığıyla ilgili parazitik indikatörünü hesaplamak için kullanabiliriz. Formülden görülebilir ki, yolculuğun elmesinin induktans üzerinde küçük etkisi vardır, yolculuğun uzunluğu induktans üzerinde etkisi vardır.

Yine de yukarıdaki örnek kullanarak, yolculuğun induktansını: L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nHIf sinyalin yükselmesi saati 1ns'dir, sonra eşit impedans şudur: XL=πL/T10-90=3.19Ω Böyle impedans yüksek frekanslar geçtiğinde artık ihmal edilemez. Baypass kapasitörünün enerji katmanı ve toprak katmanı birleştirerken iki viat üzerinden geçmesi gerektiğine özel dikkat verilmesi gerekiyor, böylece yolculuğun parazitik etkinliği ikiye katlanacaktır.Yüksek hızlı PCB tasarımıyla. Yukarı hızlı PCB'nin parazitik özelliklerinin analiziyle, yüksek hızlı PCB tasarımında görebiliriz. Görünüşe göre basit viallar sık sık devre tasarımına büyük negatif etkiler getirir.

Viyatların parasitik etkileri tarafından sebep olan negatif etkileri azaltmak için tasarımda olabildiği kadar böyle etkiler yapabilir:

İki mal ve sinyal kalitesini düşünerek mantıklı bir boyutu kullanarak seçin. Örneğin, 6-10 katı hafıza modulu PCB tasarımı için 10/20Mil (drilled/pad) viallarını kullanmak daha iyi. Yüksek yoğunlukta küçük boyutlu tahtalar için de 8/18Mil kullanmaya çalışabilirsiniz. Delik. Şimdiki teknik koşullarda, küçük vialları kullanmak zor. Güç ya da toprak vüyaları için, impedance düşürmek için büyük bir boyutlu kullanmayı düşünebilirsiniz.

Yukarıda tartıştığı iki formül, daha ince bir PCB kullanımının yolculuğunun iki parazit parametrini azaltmak için yardımcı olduğuna karar verilebilir.

Elektrik tasarımının ve toprakların çarpışmaları yakın tarafta vurulmalı, ve vücudun ve pinlerin arasındaki ipleri mümkün olduğunca kısa olmalı, çünkü onlar induktans artıracaklar. Aynı zamanda, güç ve toprak liderleri, impedans düşürmek için mümkün olduğunca kalın olmalı. HDI kurulundaki sinyal izleri mümkün olduğunca değişmemeli, yani gereksiz viallar mümkün olduğunca azaltılması gerektiği anlamına gelir.

Sinyal için yakın bir dönüşü sağlamak için sinyal katmanın fıçılarına yerleştirin. PCB tahtasına büyük bir sürü kırmızı toprak tavanlarını bile koymak mümkün. Tabii ki tasarım fleksibil olmalı. Daha önce tartıştığı model aracılığı, her kattaki patlamalar olduğu durumda. Bazen bazı katların parçalarını düşürebiliriz ya da kaldırabiliriz.

Özellikle vial yoğunluğu çok yüksek olduğunda, bakra katındaki dönüşü bölünen bir kırıklığın oluşturulmasına neden olabilir. Bu sorunu çözmek için, yolculuğun yerini hareket etmek üzere, aynı zamanda bakra katına yolu koymayı da düşünebiliriz. Parazitik özelliklerinin üstündeki analizi üzerinde yüksek hızlı PCB tasarımında, basit vüyaların yanlış kullanımı genelde devre tasarımına büyük negatif etkiler getirir.