አንድ የመበሳት መሰረታዊ ጽንሰ-ሀሳብ

ቀዳዳ በኩል (ቪአይኤ) አስፈላጊ አካል ነው ባለብዙ ተጫዋች ፒ.ቢ., እና የቁፋሮ ቀዳዳዎች ዋጋ አብዛኛውን ጊዜ ከ PCB ቦርድ የማምረት ዋጋ ከ 30% እስከ 40% ይወስዳል። በቀላል አነጋገር ፣ በፒሲቢ ላይ ያለው እያንዳንዱ ቀዳዳ የማለፊያ ቀዳዳ ተብሎ ሊጠራ ይችላል። በአሠራር ረገድ ቀዳዳው በሁለት ምድቦች ሊከፈል ይችላል -አንደኛው በንብርብሮች መካከል ለኤሌክትሪክ ግንኙነት ያገለግላል። ሌላው ለመሣሪያ ጥገና ወይም አቀማመጥ ያገለግላል። ከሂደቱ አኳያ እነዚህ ቀዳዳዎች በአጠቃላይ በሦስት ምድቦች ማለትም በዓይነ ስውራን በኩል ፣ በመቃብር እና በመቃብር በኩል ተከፍለዋል። የዓይነ ስውራን ቀዳዳዎች በታተመው የወረዳ ቦርድ የላይኛው እና የታችኛው ወለል ላይ ይገኛሉ እና የወለል ዑደቱን ወደ ውስጠኛው ወረዳ ለማገናኘት የተወሰነ ጥልቀት አላቸው። የጉድጓዶቹ ጥልቀት ብዙውን ጊዜ ከተወሰነ ውድር (ቀዳዳ) አይበልጥም። የተቀበሩ ጉድጓዶች በታተመው የወረዳ ሰሌዳ ውስጠኛው ሽፋን ውስጥ የግንኙነት ቀዳዳዎች ናቸው። ሁለቱ ዓይነት ቀዳዳዎች በወረዳ ቦርድ ውስጠኛው ሽፋን ውስጥ ይገኛሉ ፣ ይህም ከመታሸጉ በፊት በቀዳዳ ቀዳዳ መቅረጽ ሂደት ይጠናቀቃል ፣ እና ቀዳዳው በሚፈጠርበት ጊዜ በርካታ የውስጥ ንብርብሮች ተደራርበው ሊሆኑ ይችላሉ። ሦስተኛው ዓይነት ፣ ቀዳዳ-ቀዳዳዎች ተብሎ የሚጠራ ፣ በጠቅላላው የወረዳ ሰሌዳ ውስጥ ያልፋል እና ለውስጣዊ ትስስሮች ወይም ለክፍሎች ቀዳዳዎችን ለመትከል እና ለመፈለግ ሊያገለግል ይችላል። ቀዳዳው በሂደቱ ውስጥ ለመተግበር ቀላል ስለሆነ ፣ ዋጋው ዝቅተኛ ነው ፣ ስለሆነም ከሌሎቹ ሁለት ዓይነት ቀዳዳዎች ይልቅ አብዛኛዎቹ የታተሙ የወረዳ ሰሌዳዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። የሚከተለው በቀዳዳዎች በኩል ፣ ያለ ልዩ ማብራሪያ ፣ እንደ ቀዳዳዎች ይቆጠራል።

PCB በቀዳዳ መሰረታዊ ፅንሰ-ሀሳብ እና በቀዳዳ ዘዴ መግቢያ

ከንድፍ እይታ አንጻር አንድ ቀዳዳ በዋናነት በሁለት ክፍሎች የተዋቀረ ነው, አንደኛው በመሃል ላይ ያለው መሰርሰሪያ ቀዳዳ ነው, ሁለተኛው ደግሞ በቀዳዳው ጉድጓድ ዙሪያ ያለው የፓድ ቦታ ነው. የእነዚህ ሁለት ክፍሎች መጠን የመተላለፊያ ቀዳዳውን መጠን ይወስናል። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ፣ በከፍተኛ ፍጥነት ፣ ከፍተኛ መጠን ባለው ፒሲቢ ዲዛይን ውስጥ ዲዛይነሩ ሁል ጊዜ ቀዳዳውን በተቻለ መጠን ትንሽ ይፈልጋል ፣ ይህ ናሙና የበለጠ የሽቦ ቦታን ሊተው ይችላል ፣ በተጨማሪም ፣ ትንሹ ቀዳዳ ፣ የራሱ ጥገኛ ጥገኛ አቅም አነስተኛ ፣ የበለጠ ለከፍተኛ ፍጥነት ወረዳ ተስማሚ። ነገር ግን የጉድጓድ መጠን መቀነስ በተመሳሳይ ጊዜ የዋጋ ጭማሪን ያመጣል, እና የጉድጓዱ መጠን ያለ ገደብ ሊቀንስ አይችልም, በመቆፈር (ቁፋሮ) እና በፕላስቲንግ (ፕላቲንግ) እና በሌሎች ቴክኖሎጂዎች የተገደበ ነው: ትንሽ ቀዳዳ, ለመቦርቦር የሚፈጀው ጊዜ ረዘም ያለ ጊዜ, ከማዕከላዊው ቦታ ማፈንገጥ ቀላል ነው; የጉድጓዱ ጥልቀት ከጉድጓዱ ዲያሜትር ከ 6 እጥፍ በላይ በሚሆንበት ጊዜ የጉድጓዱን ግድግዳ ወጥ የሆነ የመዳብ ሽፋን ማረጋገጥ አይቻልም። ለምሳሌ የመደበኛ ባለ 6-ንብርብር PCB ሰሌዳ ውፍረት (በቀዳዳው ጥልቀት) 50ሚል ከሆነ ፒሲቢ አምራቾች የሚያቀርቡት ዝቅተኛው ቀዳዳ ዲያሜትር 8ሚል ነው። የሌዘር ቁፋሮ ቴክኖሎጂ ልማት ጋር, ቁፋሮ መጠን ደግሞ ትንሽ እና ያነሰ ሊሆን ይችላል. በአጠቃላይ የጉድጓዱ ዲያሜትር ከ 6ሚል ያነሰ ወይም እኩል ነው, ማይክሮ ሆል ብለን እንጠራዋለን. ማይክሮሆልች ብዙውን ጊዜ በኤችዲአይ (ከፍተኛ ትፍገት Interconnect መዋቅር) ንድፍ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. የማይክሮሆል ቴክኖሎጂ ቀዳዳውን በቀጥታ በፓድ (VIA-in-pad) ላይ እንዲመታ ያስችለዋል, ይህም የወረዳውን አሠራር በእጅጉ ያሻሽላል እና የሽቦ ቦታን ይቆጥባል.

በማስተላለፊያው መስመር ላይ ያለው ቀዳዳ የመግነጢሳዊ መቋረጥ መቋረጥ ነጥብ ነው, ይህም የምልክት ነጸብራቅ ይሆናል. በጥቅሉ ሲታይ፣ የመንገዱን መሸጋገሪያ (ቀዳዳ) እኩያ ንክኪ ከማስተላለፊያ መስመሩ በ12 በመቶ ያነሰ ነው። ለምሳሌ, የ 50ohm ማስተላለፊያ መስመር በ 6 ohm ውስጥ በሚያልፍበት ጊዜ በ XNUMX ohm ይቀንሳል (ልዩው ከጉድጓዱ መጠን እና ከጣፋዩ ውፍረት ጋር የተያያዘ ነው, ነገር ግን ፍጹም ቅነሳ አይደለም). ነገር ግን፣ በቀዳዳው በኩል ያለው የእገዳ መቋረጥ ምክንያት የሚፈጠረው ነፀብራቅ በእውነቱ በጣም ትንሽ ነው፣ እና የነጸብራቅ ቅንጅቱ :(44-50)/(44+50) =0.06 ብቻ ነው። በቀዳዳው ምክንያት የተከሰቱት ችግሮች በፓራሲቲክ አቅም እና ኢንዳክሽን ተጽእኖ ላይ የበለጠ ያተኮሩ ናቸው.

በቀዳዳው በኩል ጥገኛ አቅም እና ኢንደክሽን

የጥገኛ ተዘዋዋሪ አቅም በቀዳዳው ውስጥ አለ። ከሆነ ንብርብር ላይ ያለውን ቀዳዳ ያለውን ብየዳ የመቋቋም ዞን ዲያሜትር D2, ብየዳ ፓድ ዲያሜትር D1, PCB ቦርድ ውፍረት T, እና substrate dielectric ቋሚ ε, ጥገኛ capacitance መካከል ጥገኛ capacitance. ጉድጓዱ በግምት C=1.41εTD1/ (D2-D1) ነው።

ጥገኛ ጥገኛ አቅም በወረዳው ላይ ያለው ውጤት የምልክት መነሳት ጊዜን ማራዘም እና የወረዳውን ፍጥነት መቀነስ ነው። ለምሳሌ ፣ ለ PCB ቦርድ ውፍረት 50ሚል ፣ የቀዳዳው ንጣፍ ዲያሜትር 20ሚል (የጉድጓዱ ዲያሜትር 10ሚል ነው) እና የሽያጭ ማገጃው ዲያሜትር 40ሚል ከሆነ ፣ የጥገኛ አቅምን መገመት እንችላለን ። ቀዳዳውን ከላይ ባለው ቀመር: C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.040-0.020) =0.31pF በአቅም ምክንያት የሚፈጠረው የከፍታ ጊዜ ለውጥ በግምት እንደሚከተለው ነው። T10-90= 2.2c (Z0/2) =2.2×0.31x (50/2) =17.05ps ከነዚህ እሴቶች መረዳት የሚቻለው ምንም እንኳን የመዘግየት እና የመቀዝቀዝ ውጤት በአንድ በኩል ባለው ጥገኛ ተውሳክ አቅም- ቀዳዳው በጣም ግልጽ አይደለም፣ ቀዳዳው በንብርብሮች መካከል ለብዙ ጊዜ ለመቀያየር የሚያገለግል ከሆነ፣ በርካታ ቀዳዳ ቀዳዳዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። በንድፍዎ ውስጥ ይጠንቀቁ. በተግባራዊ ንድፍ ውስጥ, በቀዳዳው እና በመዳብ አቀማመጥ ዞን (ፀረ-ፓድ) መካከል ያለውን ርቀት በመጨመር ወይም የንጣፉን ዲያሜትር በመቀነስ የፓራሲቲክ አቅም መቀነስ ይቻላል. በከፍተኛ ፍጥነት ያለው የዲጂታል ዑደት ንድፍ ውስጥ, በቀዳዳው ውስጥ ያለው ጥገኛ ኢንዳክሽን ከጥገኛ አቅም የበለጠ ጎጂ ነው. የእሱ ጥገኛ ተከታታይ ኢንሴክሽን የማለፍ አቅምን አስተዋፅኦ ያዳክማል እና መላውን የኃይል ስርዓት የማጣራት ውጤታማነት ይቀንሳል። የሚከተለውን የተጨባጭ ፎርሙላ በመጠቀም የጥገኛ ኢንዳክሽን በቀላሉ ማስላት እንችላለን፡- L=5.08h [ln (4h/d) +1]

L የቀዳዳውን ኢንዳክሽን በሚያመለክትበት ቦታ, H የጉድጓዱ ርዝመት ነው, እና D የማዕከላዊው ቀዳዳ ዲያሜትር ነው. የጉድጓዱ ዲያሜትር በኢንደክተሩ ላይ አነስተኛ ተጽዕኖ እንዳለው ፣ ከቀዳዳው ቀመር ሊታይ ይችላል። አሁንም ከላይ ያለውን ምሳሌ በመጠቀም ከጉድጓዱ ውስጥ ያለው ኢንደክሽን እንደሚከተለው ሊሰላ ይችላል-

L=5.08×0.050 [ln (4×0.050/0.010) +1] = 1.015nh የምልክት መጨመሪያ ሰዓቱ 1ns ከሆነ ፣ተመሣሣይ የኢምፔዳንስ መጠን XL=πL/T10-90=3.19 ω ነው። ይህ ድግግሞሽ ከፍተኛ ድግግሞሽ በሚኖርበት ጊዜ ችላ ሊባል አይችልም። በተለይም ማለፊያ (capacitance capacitor) የአቅርቦቱን ንብርብር ወደ ምስረታ ለማገናኘት በሁለት ጉድጓዶች ውስጥ ማለፍ አለበት ፣ በዚህም የጉድጓዱን ጥገኛ ተውሳክ በእጥፍ ይጨምራል።

ሶስት, ጉድጓዱን እንዴት መጠቀም እንደሚቻል

ከላይ በተዘረዘሩት የውኃ ጉድጓዶች ውስጥ ያሉትን ጥገኛ ተውሳኮች በመተንተን በከፍተኛ ፍጥነት ባለው PCB ንድፍ ውስጥ ቀላል የሚመስሉ ቀዳዳዎች ብዙውን ጊዜ በወረዳው ንድፍ ላይ ከፍተኛ አሉታዊ ተጽእኖዎችን እንደሚያመጡ ማየት እንችላለን. የጉድጓዱን ጥገኛ ተፅእኖ አሉታዊ ተፅእኖዎችን ለመቀነስ በንድፍ ውስጥ እንደሚከተለው ለማድረግ መሞከር እንችላለን-

1. ዋጋውን እና የምልክት ጥራትን ግምት ውስጥ በማስገባት ምክንያታዊ የሆነ ቀዳዳ መጠን ይመረጣል. አስፈላጊ ከሆነ, የተለያየ መጠን ያላቸውን ቀዳዳዎች መጠቀም ያስቡበት. ለምሳሌ ለሀይል ወይም ለመሬት ኬብሎች ትልቅ መጠኖችን በመጠቀም እንቅፋትን ለመቀነስ ያስቡበት እና ለምልክት ሽቦ ደግሞ ትናንሽ ቀዳዳዎችን ይጠቀሙ። እርግጥ ነው, ቀዳዳው መጠን ሲቀንስ, ተመጣጣኝ ዋጋ ይጨምራል.

2. ከላይ የተገለጹት ሁለቱ ቀመሮች እንደሚያሳዩት ቀጫጭን PCB ቦርዶችን መጠቀም የፔርፐረሽን ሁለቱን ጥገኛ መመዘኛዎች ለመቀነስ ይረዳል.

3. በ PCB ሰሌዳ ላይ ያለው የሲግናል ሽቦ በተቻለ መጠን ንብርብሮችን መቀየር የለበትም, ማለትም በተቻለ መጠን አላስፈላጊ ቀዳዳዎችን አይጠቀሙ.

4. የኃይል አቅርቦቱ እና የመሬቱ ካስማዎች በአቅራቢያው ባለው ጉድጓድ ውስጥ መቆፈር አለባቸው, እና በቀዳዳው እና በፒንቹ መካከል ያለው እርሳስ በተቻለ መጠን አጭር መሆን አለበት. ተመጣጣኝ ኢንዳክሽንን ለመቀነስ ብዙ ቀዳዳ ቀዳዳዎች በትይዩ ሊወሰዱ ይችላሉ።

5. ለምልክቱ ቅርብ የሆነውን ዑደት ለማቅረብ አንዳንድ የመሬት ቀዳዳዎች በሲግናል ንብርብር ቀዳዳዎች አጠገብ ይቀመጣሉ። በ PCB ላይ ብዙ ተጨማሪ የመሬት ቀዳዳዎችን እንኳን ማስቀመጥ ይችላሉ። በእርግጥ በንድፍዎ ውስጥ ተለዋዋጭ መሆን ያስፈልግዎታል። ከላይ የተወያየው ቀዳዳ ቀዳዳ ሞዴል በእያንዳንዱ ንብርብር ውስጥ ንጣፎች ያሉበት ሁኔታ ነው። አንዳንድ ጊዜ ፣ ​​በአንዳንድ ንብርብሮች ውስጥ ንጣፎችን መቀነስ ወይም ማስወገድ እንችላለን። በተለይም የጉድጓዱ ጥግግት በጣም ትልቅ ከሆነ ፣ በመዳብ ንብርብር ውስጥ የተቆረጠ የወረዳ ጎድጓድ እንዲፈጠር ሊያደርግ ይችላል ፣ የጉድጓዱን ቦታ ከማንቀሳቀስ በተጨማሪ እንዲህ ዓይነቱን ችግር ለመፍታት ፣ እኛ ደግሞ ቀዳዳውን ግምት ውስጥ ማስገባት እንችላለን። በመዳብ ንብርብር ውስጥ የንጣፉን መጠን ለመቀነስ።

6. ለከፍተኛ ፍጥነት ፒሲቢ ቦርዶች ከፍ ያለ እፍጋት, ማይክሮ – ቀዳዳዎች ሊቆጠሩ ይችላሉ.