من خلال الفتحة (VIA) هو جزء مهم من متعدد الطبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وعادة ما تمثل تكلفة حفر الثقوب 30 ٪ إلى 40 ٪ من تكلفة صنع لوحة PCB. ببساطة ، يمكن تسمية كل ثقب في ثنائي الفينيل متعدد الكلور بفتحة تمرير. من حيث الوظيفة ، يمكن تقسيم الثقب إلى فئتين: الأولى تستخدم للتوصيل الكهربائي بين الطبقات ؛ يتم استخدام الآخر لتثبيت الجهاز أو تحديد المواقع.

من حيث العملية ، يتم تقسيم هذه الثقوب عمومًا إلى ثلاث فئات ، وهي الأعمى عبر ، والمدفونة عبر وعبر. توجد الثقوب العمياء على الأسطح العلوية والسفلية للوحة الدائرة المطبوعة ولها عمق معين لتوصيل الدائرة السطحية بالدائرة الداخلية أدناه. لا يتجاوز عمق الثقوب عادة نسبة معينة (الفتحة). الثقوب المدفونة هي ثقوب توصيل في الطبقة الداخلية للوحة الدائرة المطبوعة لا تمتد إلى سطح لوحة الدوائر المطبوعة. يوجد نوعان من الثقوب في الطبقة الداخلية للوحة الدائرة ، والتي تكتمل بعملية القولبة من خلال الفتحة قبل التصفيح ، وقد تتداخل عدة طبقات داخلية أثناء تكوين الفتحة عبر الفتحة. النوع الثالث ، المسمى عبر الثقوب ، يمر عبر لوحة الدائرة بالكامل ويمكن استخدامه للتوصيلات الداخلية أو كثقوب تثبيت وتحديد موقع للمكونات. نظرًا لأنه من السهل تنفيذ الفتحة البينية في العملية ، تكون التكلفة أقل ، لذلك يتم استخدامها في معظم لوحات الدوائر المطبوعة ، بدلاً من النوعين الآخرين من خلال الفتحة. يعتبر ما يلي من خلال الثقوب ، دون تفسير خاص ، من خلال الثقوب.

كم تعرف عن ثقب تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

من وجهة نظر التصميم ، يتكون الثقب من جزأين ، أحدهما هو ثقب الحفر في المنتصف والآخر هو منطقة الوسادة حول فتحة الحفر ، كما هو موضح في الشكل أدناه. يحدد حجم هذين الجزأين حجم الثقب من خلال. من الواضح ، في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي السرعة وعالي الكثافة ، يريد المصمم دائمًا أن يكون الثقب صغيرًا قدر الإمكان ، ويمكن لهذه العينة أن تترك مساحة أكبر من الأسلاك ، بالإضافة إلى ذلك ، كلما كان الثقب أصغر ، تكون السعة الطفيلية الخاصة به أصغر ، وأكثر مناسبة لدائرة عالية السرعة. لكن حجم الثقب يتناقص في نفس الوقت مما يؤدي إلى زيادة التكلفة ، ولا يمكن تقليل حجم الحفرة بلا حدود ، فهو مقيد بالحفر (الحفر) والطلاء (الطلاء) وغيرها من التقنيات: كلما كان الثقب أصغر ، يستغرق الحفر وقتًا أطول ، كلما كان من الأسهل الانحراف عن المركز ؛ عندما يكون عمق الحفرة أكثر من 6 أضعاف قطر الحفرة ، فمن المستحيل ضمان الطلاء النحاسي الموحد لجدار الفتحة. على سبيل المثال ، السماكة العادية الحالية (من خلال عمق الثقب) للوحة PCB المكونة من 6 طبقات هي حوالي 50 ميل ، لذا فإن الحد الأدنى لقطر الحفر الذي يمكن أن توفره الشركات المصنعة لثنائي الفينيل متعدد الكلور يمكن أن يصل إلى 8 ميل فقط. السعة الطفيلية للفتحة نفسها موجودة على الأرض ، إذا كان قطر فتحة العزل هو D2 ، وقطر وسادة الفتحة D1 ، وسمك لوحة PCB هو T ، وثابت العزل الكهربائي للركيزة هو ε ، السعة الطفيلية للفتحة تقريبًا: C = 1.41εTD1 / (D2-D1)

يتمثل التأثير الرئيسي للسعة الطفيلية على الدائرة في إطالة وقت ارتفاع الإشارة وتقليل سرعة الدائرة. على سبيل المثال ، بالنسبة للوحة PCB بسماكة 50 مللي ، إذا كان القطر الداخلي للفتحة 10 مللي ، وقطر الوسادة 20 مللي ، والمسافة بين الوسادة والأرضية النحاسية 32 مللي ، يمكننا تقريب السعة الطفيلية من الحفرة باستخدام الصيغة أعلاه: C = 1.41 × 4.4 × 0.050 × 0.020 / (0.032-0.020) = 0.517pF ، تغير وقت الارتفاع الناتج عن هذا الجزء من السعة هو: T10-90 = 2.2C (Z0 / 2) = 2.2 × 0.517x (55 / 2) = 31.28ps. من هذه القيم ، يتضح أنه على الرغم من أن تأثير السعة الطفيلية من ثقب واحد على تأخير الارتفاع ليس واضحًا ، يجب على المصممين توخي الحذر إذا تم استخدام ثقوب متعددة للتبديل من طبقة إلى طبقة.

في تصميم الدوائر الرقمية عالية السرعة ، غالبًا ما يكون الحث الطفيلي للحث الطفيلي عبر الفتحة أكبر من تأثير السعة الطفيلية. سوف يضعف الحث المتسلسل الطفلي مساهمة تجاوز السعة ويقلل من فعالية الترشيح لنظام الطاقة بأكمله. يمكننا ببساطة حساب المحاثة الطفيلية لتقريب عبر الثقب باستخدام الصيغة التالية: L = 5.08h [ln (4h / d) +1] حيث يشير L إلى الحث عبر الفتحة ، h هو طول من خلال- الثقب ، و D هو قطر الفتحة المركزية. يمكن أن نرى من المعادلة أن قطر الثقب له تأثير ضئيل على المحاثة ، بينما يكون لطول الثقب أكبر تأثير على المحاثة. مع الاستمرار في استخدام المثال أعلاه ، يمكن حساب المحاثة من الحفرة على أنها L = 5.08 × 0.050 [ln (4 × 0.050 / 0.010) +1] = 1.015nh. إذا كان وقت صعود الإشارة 1ns ، فإن حجم المعاوقة المكافئة هو: XL = L / T10-90 = 3.19 ω. لا يمكن تجاهل هذه الممانعة في وجود تيار عالي التردد. على وجه الخصوص ، يجب أن يمر مكثف الالتفاف من خلال فتحتين لربط طبقة الإمداد بالتكوين ، وبالتالي مضاعفة الحث الطفيلي للفتحة.

من خلال التحليل أعلاه للخصائص الطفيلية للفتحة ، يمكننا أن نرى أنه في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي السرعة ، غالبًا ما يجلب الثقب الذي يبدو بسيطًا تأثيرات سلبية كبيرة على تصميم الدائرة. من أجل تقليل الآثار السلبية للتأثير الطفيلي للفتحة ، يمكننا القيام بأكبر قدر ممكن في التصميم: 1. من جانبي التكلفة وجودة الإشارة ، اختر حجمًا معقولًا للفتحة. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى 6-10 طبقات من تصميم MEMORY module PCB ، من الأفضل اختيار 10/20mil (حفر / وسادة) من خلال الفتحة ، بالنسبة لبعض الألواح صغيرة الحجم عالية الكثافة ، يمكنك أيضًا محاولة استخدام 8/18mil من خلال الفتحة. مع التكنولوجيا الحالية ، سيكون من الصعب استخدام ثقوب أصغر. بالنسبة لمصدر الطاقة أو السلك الأرضي من خلال الثقوب ، يمكن اعتبار استخدام حجم أكبر لتقليل المعاوقة.

2. الصيغتان اللتان تمت مناقشتهما أعلاه توضحان أن استخدام ألواح PCB الرقيقة يساعد على تقليل المعلمتين الطفيلية من خلال الثقوب.

3. يجب ألا تغير أسلاك الإشارة على لوحة PCB الطبقة إلى أقصى حد ممكن ، أي حاول ألا تستخدم ثقوبًا غير ضرورية.

4. يجب حفر دبابيس مصدر الطاقة والأرض في مكان قريب. كلما كان الرصاص أقصر بين المسامير والثقوب ، كان ذلك أفضل ، لأنها ستؤدي إلى زيادة المحاثة. في الوقت نفسه ، يجب أن تكون الأسلاك الكهربائية والأرضية سميكة قدر الإمكان لتقليل المقاومة.

5. ضع بعض ثقوب التأريض بالقرب من فتحات تغيير طبقة الإشارة من أجل توفير أقرب حلقة للإشارة. يمكنك حتى وضع الكثير من الثقوب الأرضية الإضافية على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بالطبع ، عليك أن تكون مرنًا في تصميمك. نموذج الثقب الذي تمت مناقشته أعلاه هو حالة توجد فيها وسادات في كل طبقة. في بعض الأحيان ، يمكننا تقليل الفوط الصحية أو إزالتها في بعض الطبقات. خاصة في حالة أن كثافة الثقب كبيرة جدًا ، فقد يؤدي ذلك إلى تكوين أخدود دائرة مقطوعة في الطبقة النحاسية ، لحل مثل هذه المشكلة بالإضافة إلى تحريك موقع الثقب ، يمكننا أيضًا النظر في الثقب في الطبقة النحاسية لتقليل حجم الضمادة.