In hoë-spoed HDI PCB ontwerp, via ontwerp is ‘n belangrike faktor. Dit bestaan ​​uit ‘n gat, ‘n pad area rondom die gat, en ‘n isolasie area van die POWER laag, wat gewoonlik in drie tipes verdeel word: blinde gate, begrawe gate en deur gate. In die PCB-ontwerpproses, deur die ontleding van die parasitiese kapasitansie en parasitiese induktansie van die vias, word sommige voorsorgmaatreëls in die ontwerp van hoëspoed-PCB-vias opgesom.

Tans word hoëspoed-PCB-ontwerp wyd gebruik in kommunikasie, rekenaars, grafika en beeldverwerking en ander velde. Alle hoë-tegnologie waardetoegevoegde elektroniese produkontwerpe streef na kenmerke soos lae kragverbruik, lae elektromagnetiese straling, hoë betroubaarheid, miniaturisering en ligte gewig. Om bogenoemde doelwitte te bereik, is via ontwerp ‘n belangrike faktor in hoëspoed PCB-ontwerp.

1. Via
Via is ‘n belangrike faktor in multi-laag PCB ontwerp. ‘n Via is hoofsaaklik saamgestel uit drie dele, een is die gat; die ander is die pad area rondom die gat; en die derde is die isolasie-area van die POWER-laag. Die proses van die deurgat is om ‘n laag metaal op die silindriese oppervlak van die gatwand van die deurgat te plaas deur chemiese afsetting om die koperfoelie wat verbind moet word met die middellae, en die boonste en onderste kante van die deurgat word in gewone kussings gemaak. Die vorm kan direk met die lyne aan die bo- en onderkant verbind word, of nie verbind word nie. Vias kan die rol speel van elektriese verbinding, bevestiging of posisioneringstoestelle.

Vias word oor die algemeen in drie kategorieë verdeel: blinde gate, begrawe gate en deur gate.

Blinde gate is geleë op die boonste en onderste oppervlaktes van die gedrukte stroombaan en het ‘n sekere diepte. Hulle word gebruik om die oppervlaklyn en die onderliggende binnelyn te verbind. Die diepte van die gat en die deursnee van die gat oorskry gewoonlik nie ‘n sekere verhouding nie.

Begrawe gat verwys na die verbindingsgat wat in die binneste laag van die gedrukte stroombaan geleë is, wat nie na die oppervlak van die stroombaanbord strek nie.

Blinde vias en begrawe vias is albei geleë in die binneste laag van die stroombaanbord, wat voltooi word deur ‘n deur-gat vormingsproses voor laminering, en verskeie binnelae kan oorvleuel word tydens die vorming van vias.

Deurgate, wat deur die hele stroombaanbord gaan, kan gebruik word vir interne onderlinge verbinding of as ‘n komponent se installasie-posisioneringsgat. Aangesien deurgate makliker is om te implementeer in proses en laer koste, gebruik gedrukte stroombaanborde gewoonlik deurgate.

2. Parasitiese kapasitansie van vias
Die via self het parasitiese kapasitansie tot grond. As die deursnee van die isolasiegat op die grondlaag van die via D2 is, die deursnee van die via-kussing D1 is, die dikte van die PCB is T, en die diëlektriese konstante van die bordsubstraat is ε, dan is die parasitiese kapasitansie van die via is soortgelyk aan:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

Die hoofeffek van die parasitiese kapasitansie van die viagat op die stroombaan is om die stygtyd van die sein te verleng en die spoed van die stroombaan te verminder. Hoe kleiner die kapasitansiewaarde, hoe kleiner is die effek.

3. Parasitiese induktansie van vias
Die via self het parasitiese induktansie. In die ontwerp van hoëspoed digitale stroombane is die skade wat veroorsaak word deur die parasitiese induktansie van die via dikwels groter as die invloed van die parasitiese kapasitansie. Die parasitiese reeks-induktansie van die via sal die funksie van die verbyvloeikapasitor verswak en die filtereffek van die hele kragstelsel verswak. As L na die induktansie van die via verwys, h die lengte van die via is, en d die deursnee van die middelgat is, is die parasitiese induktansie van die via soortgelyk aan:

L=5.08h［ln(4h/d) 1］

Uit die formule kan gesien word dat die deursnee van die via ‘n klein invloed op die induktansie het, en die lengte van die via het die grootste invloed op die induktansie.

4. Nie-deur middel van tegnologie
Nie-deur-via’s sluit blinde via’s en begrawe via’s in.

In die nie-deur-via-tegnologie kan die toepassing van blinde vias en begrawe vias die grootte en kwaliteit van die PCB aansienlik verminder, die aantal lae verminder, elektromagnetiese versoenbaarheid verbeter, die eienskappe van elektroniese produkte verhoog, koste verminder en ook maak die ontwerp werk meer Eenvoudig en vinnig. In tradisionele PCB-ontwerp en -verwerking kan deurgate baie probleme meebring. Eerstens neem hulle ‘n groot hoeveelheid effektiewe spasie in beslag, en tweedens is ‘n groot aantal deurlopende gate dig op een plek gepak, wat ook ‘n groot struikelblok skep vir die binnelaagbedrading van die meerlaagse PCB. Hierdie deurlopende gate beslaan die spasie wat benodig word vir die bedrading, en hulle gaan intensief deur die kragtoevoer en die grond. Die oppervlak van die draadlaag sal ook die impedansie-eienskappe van die kraggronddraadlaag vernietig en die kraggronddraadlaag oneffektief maak. En die konvensionele meganiese metode van boor sal 20 keer die werklading van nie-deurgat tegnologie wees.

In PCB-ontwerp, alhoewel die grootte van pads en vias geleidelik afgeneem het, as die dikte van die bordlaag nie proporsioneel verminder word nie, sal die aspekverhouding van die deurgaande gat toeneem, en die toename in die aspekverhouding van die deurgat sal verminder die betroubaarheid. Met die volwassenheid van gevorderde laserboortegnologie en plasma-droë-etstegnologie, is dit moontlik om nie-penetrerende klein blinde gate en klein begrawe gate toe te pas. As die deursnee van hierdie nie-penetrerende vias 0.3mm is, sal die parasitiese parameters Ongeveer 1/10 van die oorspronklike konvensionele gat wees, wat die betroubaarheid van die PCB verbeter.

As gevolg van die nie-deur-via-tegnologie, is daar min groot vias op die PCB, wat meer spasie vir spore kan bied. Die oorblywende spasie kan gebruik word vir grootarea afskermdoeleindes om EMI/RFI werkverrigting te verbeter. Terselfdertyd kan meer oorblywende spasie ook vir die binnelaag gebruik word om die toestel en sleutelnetwerkkabels gedeeltelik te beskerm, sodat dit die beste elektriese werkverrigting het. Die gebruik van nie-deur-via’s maak dit makliker om die toestelpenne uit te waai, wat dit maklik maak om hoëdigtheid-pentoestelle (soos BGA-verpakte toestelle) te stuur, die bedradinglengte te verkort en aan die tydsberekeningsvereistes van hoëspoedstroombane te voldoen. .

5. Via seleksie in gewone PCB
In gewone PCB-ontwerp het die parasitiese kapasitansie en parasitiese induktansie van die via min effek op die PCB-ontwerp. Vir die 1-4-laag PCB-ontwerp, 0.36mm/0.61mm/1.02mm (geboorde gat/pad/KRAG isolasie area word oor die algemeen gekies) ) Vias is beter. Vir seinlyne met spesiale vereistes (soos kraglyne, grondlyne, kloklyne, ens.), kan 0.41mm/0.81mm/1.32mm vias gebruik word, of vias van ander groottes kan volgens die werklike situasie gekies word.

6. Via ontwerp in hoëspoed-PCB
Deur bogenoemde ontleding van die parasitiese kenmerke van vias, kan ons sien dat in hoëspoed PCB-ontwerp, skynbaar eenvoudige vias dikwels groot negatiewe effekte op die stroombaanontwerp bring. Om die nadelige effekte wat veroorsaak word deur die parasitiese effekte van die vias te verminder, kan die volgende in die ontwerp gedoen word:

(1) Kies ‘n redelike grootte. Vir multi-laag algemene-digtheid PCB ontwerp, is dit beter om 0.25mm/0.51mm/0.91mm (geboorde gate/pads/POWER isolasie area) vias te gebruik; vir ‘n paar hoë-digtheid PCB’s, 0.20mm / 0.46 kan ook gebruik word mm / 0.86mm vias, jy kan ook probeer nie-deur vias; vir krag- of grondvia’s, kan u dit oorweeg om ‘n groter grootte te gebruik om impedansie te verminder;

(2) Hoe groter die KRAG-isolasie-area, hoe beter, met inagneming van die via-digtheid op die PCB, gewoonlik D1=D2 0.41;

(3) Probeer om nie die lae van die seinspore op die PCB te verander nie, wat beteken om vias te minimaliseer;

(4) Die gebruik van ‘n dunner PCB is bevorderlik vir die vermindering van die twee parasitiese parameters van die via;

(5) Die krag- en grondpenne moet deur gate naby gemaak word. Hoe korter die leiding tussen die deurgat en die pen is, hoe beter, want hulle sal die induktansie verhoog. Terselfdertyd moet die krag- en grondleiding so dik as moontlik wees om impedansie te verminder;

(6) Plaas ‘n paar aardingsvia’s naby die vias van die seinlaag om ‘n kortafstandlus vir die sein te verskaf.

Natuurlik moet spesifieke kwessies in detail ontleed word wanneer dit ontwerp word. Met inagneming van beide koste en seinkwaliteit, in hoëspoed-PCB-ontwerp, hoop ontwerpers altyd dat hoe kleiner die deurgat is, hoe beter, sodat meer bedradingspasie op die bord gelaat kan word. Daarbenewens, hoe kleiner die deurgat, sy eie Hoe kleiner die parasitiese kapasitansie, hoe meer geskik is vir hoëspoedkringe. In hoëdigtheid PCB-ontwerp het die gebruik van nie-deur-vias en die vermindering in die grootte van vias ook ‘n verhoging in koste meegebring, en die grootte van vias kan nie onbepaald verminder word nie. Dit word geraak deur PCB-vervaardigers se boor- en elektroplateringsprosesse. Tegniese beperkings moet gebalanseerde oorweging gegee word in die deur-ontwerp van hoëspoed-PCB’s.